余 沁,高 宇
(云南地礦國際礦業(yè)股份有限公司,云南 昆明 650051)
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,礦政管理、行政執(zhí)法領(lǐng)域進一步規(guī)范化、嚴格化。礦產(chǎn)資源非法開采及破壞的行為查處力度不斷加大,“云南省掃黑出惡專項整治行動”更加嚴厲打擊其礦產(chǎn)資源領(lǐng)域濫開濫采行為。因此,司法鑒定要求客觀、真實的反映非法采出、破壞礦產(chǎn)資源量及價值進行鑒定,為礦政管理執(zhí)法及礦權(quán)糾紛案件提供依據(jù)?,F(xiàn)代高精度測繪技術(shù)是礦山司法鑒定測量工作的基本保證。傳統(tǒng)測量中,采用經(jīng)緯儀、全站儀、皮尺等測量工具及落后的技術(shù)手段等因素的影響,礦山司法鑒定測量的整體效率和質(zhì)量較低?;诖耍F(xiàn)代測繪技術(shù)在礦山司法鑒定測量中得以深入應(yīng)用,本文就其具體的應(yīng)用過程展開討論。
信息時代下,測繪工程領(lǐng)域的發(fā)展尤為迅速,全站儀、數(shù)字測圖、慣性測量、無人機航拍等現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展,使得工程測量的效率和質(zhì)量得以顯著提升。具體而言,現(xiàn)代測量技術(shù)應(yīng)用具有以下特征:
傳統(tǒng)工程測量中,“經(jīng)緯儀+水準儀”是測量技術(shù)應(yīng)用的主要形態(tài);其不僅需要較大的人力投入,而在測量時間和精準度上存在較大缺陷。而現(xiàn)代測繪技術(shù)以遠程定位、遙感傳輸實現(xiàn)了測量信號的范圍覆蓋,同時借助現(xiàn)代通信技術(shù)的應(yīng)用,實現(xiàn)了測量數(shù)據(jù)的高效傳輸、分析和應(yīng)用,具有較高的效率性和簡單性,能夠?qū)崿F(xiàn)工程測量成本的有效控制。
安全性、可靠性是現(xiàn)代測繪技術(shù)工程應(yīng)用的主要特征[1]。具體而言,室外作業(yè)是測量工程的基本形態(tài),這就使得測量技術(shù)的應(yīng)用容易受到地形、水文、天氣等因素的影響,影響測量人員作業(yè)的安全性。而在現(xiàn)代測繪技術(shù)應(yīng)用下,其可以實現(xiàn)復雜環(huán)境下的高效率、高質(zhì)量測量,不僅提升了測量過程的精準度,更有效的確保了測繪工作人員的人身安全,提升了整體測繪的可靠性。
現(xiàn)代測繪技術(shù)應(yīng)用中,衛(wèi)星定位技術(shù)、傳感器技術(shù)、導航技術(shù)、通信技術(shù)、攝影成像技術(shù)、計算機多媒體技術(shù)等現(xiàn)代科技得以系統(tǒng)結(jié)合,其在測量數(shù)據(jù)采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應(yīng)用的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了測量內(nèi)容的信息化、數(shù)字化表達,因而具有較高的精準度,能夠充分的滿足當前測量工程的精度指標需求,實現(xiàn)測量工程效益獲得。
目前,對于礦山司法鑒定測量的精度要求不斷提升,這就要求其在測量中必須注重高精度的現(xiàn)代測量設(shè)備及技術(shù)應(yīng)用。本文結(jié)合無人機航空攝影測量技術(shù)的應(yīng)用實踐,對礦山司法鑒定測量中的現(xiàn)代測繪技術(shù)應(yīng)用過程展開分析。
礦山環(huán)境對司法鑒定測量工作的開展具有較大影響。就礦山工程建設(shè)過程來看,動態(tài)變化性是礦山司法鑒定工作開展的基本特征。具體而言,伴隨著礦山勘查開采的深入,礦山周圍的土體結(jié)構(gòu)受到較大影響,部分區(qū)域存在一定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變性。如地基沉降等。其不僅影響礦山資源的開發(fā),更對礦山司法鑒定測量工作的開展造成較大阻礙。因此,無人機航拍技術(shù)應(yīng)用過程中,測量工作人員首先應(yīng)對測量區(qū)域的環(huán)境進行檢查和分析,然后系統(tǒng)性的進行無人機起飛點和航向布控,確保整體測量過程的安全與可靠,為礦山司法鑒定工作開展提供有效的數(shù)據(jù)支撐。
礦山司法鑒定測量中,礦區(qū)大比例尺地形圖及礦山開采現(xiàn)狀測繪是測量控制的兩個重要環(huán)節(jié)[2]。無人機低空航拍技術(shù)應(yīng)用中,通過礦區(qū)地形、開采現(xiàn)狀二維、三維模型的構(gòu)建,實現(xiàn)了礦區(qū)基礎(chǔ)信息的直觀化、客觀化量測和計算。
像控點布設(shè)是無人機礦區(qū)大比例尺地形測繪技術(shù)應(yīng)用的首要環(huán)節(jié)。具體而言,測量人員首先應(yīng)對平面區(qū)域內(nèi)的平高點和平面點進行布設(shè),然后在CORS或RTK技術(shù)的應(yīng)用下,實現(xiàn)三維坐標點的有效確定,然后在實際數(shù)據(jù)捕獲、POS數(shù)據(jù)導入和云計算處理下,實現(xiàn)空三解算、影像匹配、點云生成和測圖繪制的完成(見圖1)。需要注意的是,為確保地形測繪的精確化,在數(shù)字成圖技術(shù)應(yīng)用中,測量人員應(yīng)確保成圖系統(tǒng)的矢量化控制,從而確保礦區(qū)開采現(xiàn)狀、道路、河流等要素的準確表達。
圖1 礦山工程測量中的無人機低空航攝技術(shù)應(yīng)用
礦山司法測量堆體量測中,礦山資源地量和土方工程施工量是其計算的兩個基本內(nèi)容。無人機低空航攝測量中,高重疊度影像采集是其基本的作業(yè)方式在,在其支撐下,礦山堆體的?三維模型得以建立,然后在高密度密集點云的支撐下,即可實現(xiàn)土方體積的準確測算,并且,其測算精度比傳統(tǒng)測量手段更加準確。
需要注意的是,通過無人機低空航測技術(shù)進行礦山司法測量時,航攝工具搭載平臺會對整體的測量造成較大影響。因此需對無人機這一搭載平臺進行規(guī)范。譬如,DB-2型無人機是一種較為常見的低空航攝無人機。將其應(yīng)用于礦山司法鑒定測量,測量人員就必須確保其滿足以下指標的規(guī)范(見表1)[3]。另外,為確保鑒定量測的規(guī)范性、精確性,對于無人機的影像航向重疊度和旁向重疊度應(yīng)進行嚴格規(guī)范,就無人機航向重疊度而言,其因保持在70%的控制標準,而旁向重疊度應(yīng)控制在35%左右。唯有如此,才能確保測量區(qū)域的完全覆蓋,確保礦山司法鑒定數(shù)據(jù)支撐的準確、全面。
表1 常見DB-2型無人機型號規(guī)格
為避免航測測量中高程及平面誤差發(fā)生,應(yīng)對控制點的分布進行控制。通常情況下,測量點距離控制點越遠,其測量誤差越大,因此應(yīng)進行測量點和控制點距離的把控。同時避免控制的線性分布,確保統(tǒng)一平面內(nèi),三個控制點不處于統(tǒng)一直線,同時,利用一個點參與高程校正,并與另外兩個高程點進行對比,從而確保航測測量高層及誤差控制的規(guī)范。
實現(xiàn)測量影像的規(guī)范化處理,是無人機低空航攝測量技術(shù)應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。一般情況下,測量人員首先應(yīng)在GPS定位技術(shù)的支撐下,實現(xiàn)航攝儀曝光攝影瞬間三維坐標的有效捕獲,并且在飛機姿態(tài)參數(shù)導入的基礎(chǔ)上,借助計算機云計算系統(tǒng)實現(xiàn)空三解算的規(guī)范進行。此外,一旦采集數(shù)據(jù)空三解算完成,則應(yīng)在矢量化自動成圖技術(shù)的應(yīng)用下,進行色彩的一致性處理,并實現(xiàn)測量區(qū)真實影像的規(guī)范成圖。
需要注意的是,測量數(shù)據(jù)處理中,部分攝影圖像會受到無人機飛行姿態(tài)的影響,該圖像條件下,圖像的地面投影差、空間POS姿態(tài)信息會產(chǎn)生一定偏差。因此,測量人員需在正射糾正下進行像點位移差的有效計算,進而確保畸變數(shù)據(jù)的有效糾正。具體而言,像點位移差通過
進行計算,其中δh表示像點位移差,而kn為像底點至像點基線長,此外,h和H分別表示了地面點的起伏高差和航高。只有這這些數(shù)據(jù)準確考慮的基礎(chǔ)上,進行無人機曝光點坐標、橫滾角、俯仰角、旋偏角等信息的調(diào)整,才能確保無人機低空航攝技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范,從而推動礦山司法鑒定量測工作的高效率開展。
現(xiàn)代測繪技術(shù)對于礦山司法鑒定成果測量質(zhì)量提升具有重大影響。工程實踐中,測量人員只有充分認識到現(xiàn)代測繪技術(shù)在礦山工程中的應(yīng)用優(yōu)勢,然后規(guī)范和理的進行測量數(shù)據(jù)的捕獲和收集數(shù)據(jù)處理。才能確保現(xiàn)代測繪技術(shù)應(yīng)用水平的提升,進而推動礦山司法鑒定測量工作的進一步開展。