柏玉超
(云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司,云南 文山 663701)
地理坐標(biāo)參數(shù)是建立地質(zhì)剖面成圖坐標(biāo)系的原始數(shù)據(jù)。提取地理坐標(biāo)是指利用現(xiàn)有的測(cè)量技術(shù)手段對(duì)礦山進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)。地質(zhì)數(shù)據(jù)一般通過(guò)鉆孔勘探中的鉆探,坑探和槽探的方法來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
測(cè)量的內(nèi)容為:偏移單位,原點(diǎn)經(jīng)度,原點(diǎn)緯度,標(biāo)準(zhǔn)平等面,東偏移量和北偏移量等具體的地理坐標(biāo)參數(shù),然后根據(jù)這些地質(zhì)特征選擇合適的比例尺,從而建立合理的坐標(biāo)系,進(jìn)而完成對(duì)地質(zhì)剖面圖的繪制工作。
由于我們所生活的地球,其自然表面高低不平、地勢(shì)復(fù)雜所以為了方便測(cè)量采用生探為主,地球投影為輔的測(cè)量手段。
地圖投影是將地圖從球面轉(zhuǎn)換到平面的數(shù)學(xué)變換,例如某點(diǎn)的地理坐標(biāo)為68,其位于坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值則為X=4230000,Y=21650000,坐標(biāo)值表示的含義為該點(diǎn)在68基準(zhǔn)面下的投影坐標(biāo),也就是該點(diǎn)在68基準(zhǔn)面下的經(jīng)緯度坐標(biāo)在此直角平面坐標(biāo)上的投影結(jié)果。地圖投影的選取決定于地圖的應(yīng)用及其比例尺大小,在Mapinfo的環(huán)境下,用戶(hù)可對(duì)每一個(gè)新創(chuàng)建文件進(jìn)行投影設(shè)置和選擇。Mapinfo以?xún)杉?jí)目錄菜單的形式提供了300多個(gè)預(yù)定義坐標(biāo)系,當(dāng)用戶(hù)要使用其他坐標(biāo)系或創(chuàng)建新的坐標(biāo)系時(shí),還可以通過(guò)修改投影參數(shù)文件。
建立平面坐標(biāo)系主要是通過(guò)地球投影得到的數(shù)據(jù)來(lái)繪制出的投影圖像。
投影數(shù)據(jù)的處理根據(jù)地形可分為等角法處理、等積法處理、公式法處理三個(gè)類(lèi)型。針對(duì)礦山的投影主要為公式法處理,即只要滿(mǎn)足地面與投影面之間點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系即可。地面與投影面的關(guān)系如圖1所示。
圖1 為地面與投影面的關(guān)系圖
在建立平面坐標(biāo)系時(shí),為了讓圖像更加直觀的反映出地理坐標(biāo)的特征,選擇了直線來(lái)取代傳統(tǒng)的曲線投影面。這樣保證了方向的正確性,投影后不會(huì)因?yàn)榻嵌鹊牟淮_定性導(dǎo)致結(jié)果的偏差。公式法處理投影數(shù)據(jù)中應(yīng)用的公式如下:
式中L1、L0為地面上任意兩點(diǎn)的坐標(biāo);l為L(zhǎng)1與L0之間的距離;l'為l在投影面上的長(zhǎng)度;θ為地面與投影面的夾角。
建立空間直角坐標(biāo)系就是實(shí)體模型應(yīng)用于三維空間的實(shí)體表達(dá)。
根據(jù)實(shí)物的圖形特征可以分為四面體模型、六面體模型、棱柱體模型和多面體模型。礦山的地質(zhì)環(huán)境通常采用四面體模型,并通過(guò)網(wǎng)格法來(lái)繪制其空間直角坐標(biāo)系。所謂網(wǎng)格法所依據(jù)的原理為:四面體模型是不規(guī)則的三角形模型向三維方向擴(kuò)展而形成的新模型。所以要想建立四面體模型的空間直角坐標(biāo)系就必須先確定其原始三角形模型的坐標(biāo)特征值。建立三角形網(wǎng)格模型的坐標(biāo)值一共需要四個(gè)具體參數(shù):三角形的其中兩條邊長(zhǎng)、兩條邊的夾角大小、外圍結(jié)點(diǎn)的位置和連接外圍結(jié)點(diǎn)的弧長(zhǎng);它們之間的關(guān)系為結(jié)點(diǎn)是弧的一部分,弧是三角形的一部分,三角形是四面體的一部分。針對(duì)該模型之間的關(guān)系采用插值函數(shù)的方法得到三角形模型的四個(gè)具體坐標(biāo)參數(shù)值。插值函數(shù)的原理就是利用已測(cè)出的數(shù)值,結(jié)合礦山的地理特征來(lái)估測(cè)周?chē)c(diǎn)近似值的離散性抽象函數(shù)方法。插值函數(shù)方法既可以描述規(guī)則物體,也適用于礦體和巖石等嚴(yán)重不規(guī)則的幾何圖形,通常服務(wù)于對(duì)空間坐標(biāo)值的選擇。
本文先介紹了礦山地理坐標(biāo)的測(cè)量方法,再引進(jìn)了新型數(shù)學(xué)方法來(lái)精確的挑選出平面和空間坐標(biāo)中所需的準(zhǔn)確數(shù)值,讓這些具體的數(shù)值參與到地質(zhì)剖面圖的繪制工作中,從而充分了解礦山的地質(zhì)特征。
這樣即幫助了施工隊(duì)迅速的尋找有價(jià)值的礦產(chǎn)資源,又為地質(zhì)部門(mén)針對(duì)過(guò)度開(kāi)采區(qū)的修復(fù)工作提供了重要的地理數(shù)據(jù)。礦產(chǎn)資源均為不可再生資源,高效的利用礦產(chǎn)資源不僅需要研究人員不斷地探索和學(xué)習(xí);也需要人民秉著可持續(xù)發(fā)展的理念,節(jié)約使用有限的礦產(chǎn)資源,杜絕任何形式的浪費(fèi)。