樊建軍

（西安市勘察測(cè)繪院，陜西 西安 710054）

礦圖數(shù)字化測(cè)繪是礦山工程中的重點(diǎn)內(nèi)容，礦圖數(shù)字化測(cè)繪對(duì)于精度具有很高的要求。但在以往的礦圖數(shù)字化測(cè)繪相關(guān)研究中，主要將側(cè)重點(diǎn)集中在測(cè)繪效率方面，但忽視了對(duì)于測(cè)繪精度的要求，導(dǎo)致傳統(tǒng)礦圖數(shù)字化測(cè)繪與實(shí)際相比存在較大誤差，無(wú)法精準(zhǔn)執(zhí)導(dǎo)后續(xù)工作順利開展[1]。因此，有必要針對(duì)礦圖數(shù)字化測(cè)繪方法展開優(yōu)化設(shè)計(jì)。RTK加密控制測(cè)量作為一種測(cè)量技術(shù)，以其高精度的優(yōu)勢(shì)在眾多測(cè)量技術(shù)中脫穎而出，成為目前測(cè)繪領(lǐng)域中的主流應(yīng)用技術(shù)?；诖耍疚膶TK加密控制測(cè)量應(yīng)用在礦圖數(shù)字化測(cè)繪中，致力于降低礦圖數(shù)字化測(cè)繪中誤差，提高礦圖數(shù)字化測(cè)繪精度。在此基礎(chǔ)上，并通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)例分析的方式，證明本文設(shè)計(jì)基于RTK加密控制測(cè)量的礦圖數(shù)字化測(cè)繪方法在實(shí)際應(yīng)用中的有效性。

1 RTK加密控制測(cè)量概述

1.1 RTK加密控制測(cè)量工作原理

在對(duì)礦山繪圖進(jìn)行數(shù)字化測(cè)繪過(guò)程中，引進(jìn)RTK加密控制測(cè)量技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山的定點(diǎn)測(cè)繪。在此過(guò)程中，根據(jù)礦山的整體結(jié)構(gòu)，在其中設(shè)置對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)站點(diǎn)，并使用基準(zhǔn)站中的實(shí)時(shí)觀測(cè)設(shè)備，對(duì)已知數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)獲取的數(shù)據(jù)，進(jìn)行接收處理，按照數(shù)據(jù)的接收順序，將其按照一定規(guī)律傳輸給終端接收裝置。終端接收裝置是屬于流動(dòng)接收的，而將這些數(shù)據(jù)的測(cè)量相位值與當(dāng)量值，進(jìn)行載波計(jì)算，此時(shí)即可達(dá)到對(duì)礦圖數(shù)字化測(cè)繪流動(dòng)點(diǎn)與循環(huán)點(diǎn)的有效監(jiān)測(cè)。

1.2 RTK加密控制測(cè)量操作方法

在礦山工程實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，使用RTK加密控制測(cè)量技術(shù)，應(yīng)在圈定的測(cè)繪范圍內(nèi)選擇已知點(diǎn)，輸出已知點(diǎn)的空間坐標(biāo)，以正北方向作為標(biāo)準(zhǔn)方向，將已知點(diǎn)坐標(biāo)表示為（x，y，z）。在完成兩點(diǎn)定位后，選擇其中一個(gè)已知點(diǎn)作為檢查點(diǎn)，此時(shí)便可將另一點(diǎn)作為礦山測(cè)繪工程中的相對(duì)點(diǎn)，也稱校正點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行基站的架設(shè)，要求架設(shè)區(qū)域周邊無(wú)相關(guān)干擾物，且地質(zhì)相對(duì)空曠。同時(shí)在完成架設(shè)位置的選擇后，按照測(cè)繪過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)流程，進(jìn)行對(duì)應(yīng)儀器設(shè)備的安裝，并且要將架設(shè)的裝置與天線與有關(guān)連接通信設(shè)備進(jìn)行連接，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的有效傳輸以及信息數(shù)據(jù)的計(jì)劃性獲取，確保測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性與時(shí)效性，以此完成對(duì)RTK加密控制測(cè)量的基本研究。

2 基于RTK加密控制測(cè)量的礦圖數(shù)字化測(cè)繪方法

2.1 采集礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)

為獲取礦圖數(shù)字化測(cè)繪基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，基于RTK加密控制測(cè)量在測(cè)繪開展區(qū)域設(shè)置控制點(diǎn)，并將其作為測(cè)繪工程的結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)[2]。在應(yīng)用RTK加密控制測(cè)量，采集礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)的過(guò)程中，為確保礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)采集精度，本文引入PDOP位置精度因子，PDOP位置精度因子所表示的觀測(cè)窗口狀態(tài)信息，如表1所示。

表1 PDOP位置精度因子信息指標(biāo)

結(jié)合表1所示，本文在采集礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)過(guò)程中，設(shè)置8個(gè)衛(wèi)星，保證觀測(cè)窗口狀態(tài)始終處于良好。以此為前提，采集礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)。除此之外，還可以結(jié)合有經(jīng)驗(yàn)的測(cè)繪專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)自身豐富的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，形成較為完整、清晰的礦圖數(shù)字化測(cè)繪邊界線。針對(duì)礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)獲取偏差的問(wèn)題，本文通過(guò)對(duì)礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行偏離精準(zhǔn)度調(diào)試，為下文基于RTK加密控制測(cè)量處理礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.2 基于RTK加密控制測(cè)量處理礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)

完成礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)采集后，本文基于RTK加密控制測(cè)量處理礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)。通過(guò)RTK加密的方式，采用靜態(tài)控制測(cè)量處理礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)。假定此過(guò)程可通過(guò)計(jì)算方程式加以表示，設(shè)其目標(biāo)函數(shù)為，可得公式（1）。

公式（1）中，m指的是礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)特征點(diǎn)集合；j指的是RTK加密控制測(cè)量處理有效信息集合；v指的是RTK加密控制測(cè)量處理后的圖像清晰度；f指的是RTK加密控制測(cè)量處理后的圖像完整度；P指的是RTK加密控制測(cè)量處理后礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)的失真權(quán)值；C指的是點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合；X指的是控制點(diǎn)空間點(diǎn)坐標(biāo)；q指的是衛(wèi)星個(gè)數(shù)[3]。通過(guò)公式（1），基于RTK加密控制測(cè)量滿足礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)快速處理的高精度要求。

2.3 建立礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)3D繪圖協(xié)議

在基于基于RTK加密控制測(cè)量處理礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，集合礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)屬性要素（包括：測(cè)繪勘查區(qū)名稱、測(cè)繪勘查區(qū)編號(hào)、測(cè)繪勘查區(qū)面積及測(cè)繪重點(diǎn)工作區(qū)等），生成支持系統(tǒng)迭代分析的數(shù)據(jù)格式。分析礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)屬性，制作相應(yīng)的電子信息表。通過(guò)建立礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)3D繪圖協(xié)議，實(shí)現(xiàn)礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)電子信息表的空間數(shù)據(jù)可視化。具體流程為：首先，通過(guò)HTML腳本制作Web交互式三維動(dòng)畫，以3D圖形的形式渲染礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)。而后，利用OpenGL ES 2.0制作礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)API，允許文檔對(duì)象模型接口。最后，利用部分Javascript實(shí)現(xiàn)礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)3D繪圖自動(dòng)存儲(chǔ)器管理。

2.4 實(shí)現(xiàn)礦圖數(shù)字化測(cè)繪

在建立礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)3D繪圖協(xié)議的基礎(chǔ)上，下述將結(jié)合AutoCAD 2010 平臺(tái)，基于 CASS10．1 地形地籍成圖軟件，實(shí)現(xiàn)礦圖數(shù)字化測(cè)繪。通過(guò)大比例尺礦圖編繪，實(shí)現(xiàn)礦圖數(shù)字化測(cè)繪信息顯示。大比例尺礦圖編繪的具體流程為：首先，在CASS10．1 地形地籍成圖軟件中調(diào)用上述處理完成的礦圖數(shù)字化測(cè)繪影像數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)中的點(diǎn)位在礦圖上進(jìn)行顯示，為大比例尺礦圖編繪提供多元化的數(shù)據(jù)源。針對(duì)一些潛在的礦圖數(shù)字化測(cè)繪信息進(jìn)行重點(diǎn)特征分析，通過(guò)對(duì)多元次測(cè)繪工程信息的有效識(shí)別，根據(jù)成像結(jié)果進(jìn)行類型的劃分，采用定位的方式分析圖像結(jié)果。再通過(guò)全色數(shù)據(jù)的正射校正，對(duì)礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，形成點(diǎn)云文件數(shù)據(jù)密集。而后，將礦圖數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)的分辨率融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦圖的增強(qiáng)以及調(diào)色。最后，通過(guò)多景影像的鑲嵌，手動(dòng)勾繪等深線，對(duì)附加信息進(jìn)行裝飾，實(shí)現(xiàn)礦圖數(shù)字化測(cè)繪，清除所有定義后未經(jīng)引用的線型。至此，實(shí)現(xiàn)基于RTK加密控制測(cè)量的礦圖數(shù)字化測(cè)繪。

3 實(shí)例分析

3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

本次實(shí)驗(yàn)部分針對(duì)基于RTK加密控制測(cè)量的礦圖數(shù)字化測(cè)繪方法的實(shí)用性提出，實(shí)驗(yàn)對(duì)象選取某礦區(qū)。該礦區(qū)礦圖數(shù)字化測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)精度，如表2所示。

表2 礦圖數(shù)字化測(cè)繪精度（Km）

結(jié)合表2所示，實(shí)驗(yàn)軟件為prueartwr-101分析平臺(tái)，主要用于對(duì)礦圖數(shù)字化測(cè)繪精度的測(cè)試。首先，使用本文基于RTK加密控制測(cè)量設(shè)計(jì)測(cè)繪方法，進(jìn)行礦圖數(shù)字化測(cè)繪，通過(guò)prueartwr-101分析平臺(tái)測(cè)得測(cè)繪方法相鄰點(diǎn)之間的距離中誤差，記為實(shí)驗(yàn)組。再使用傳統(tǒng)測(cè)繪方法，進(jìn)行礦圖數(shù)字化測(cè)繪，通過(guò)prueartwr-101分析平臺(tái)測(cè)得測(cè)繪方法相鄰點(diǎn)之間的距離中誤差，記為實(shí)驗(yàn)組。在本次實(shí)例分析中，共設(shè)置10個(gè)控制點(diǎn)，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如表3所示。

表3 兩種測(cè)繪方法相鄰點(diǎn)之間的距離中誤差對(duì)比

通過(guò)表3可得出如下的結(jié)論：基于RTK加密控制測(cè)量的礦圖數(shù)字化測(cè)繪方法在相同的控制點(diǎn)中相鄰點(diǎn)之間的距離中誤差最高為0.028；而傳統(tǒng)測(cè)繪方法相鄰點(diǎn)之間的距離中誤差最高為0.785?；赗TK加密控制測(cè)量的礦圖數(shù)字化測(cè)繪方法下的相鄰點(diǎn)之間的距離中誤差明顯低于對(duì)照組，能夠基于RTK加密控制測(cè)量對(duì)礦圖進(jìn)行精準(zhǔn)數(shù)字化測(cè)繪，證明基于RTK加密控制測(cè)量的礦圖數(shù)字化測(cè)繪方法可以滿足礦圖數(shù)字化測(cè)繪精度要求。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)實(shí)例分析的方式，證明了設(shè)計(jì)測(cè)繪方法在實(shí)際應(yīng)用中的適用性，以此為依據(jù)，證明此次優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性。因此，有理由相信通過(guò)本文設(shè)計(jì)，能夠解決傳統(tǒng)礦圖數(shù)字化測(cè)繪中存在的中誤差高的缺陷。但本文同樣存在不足之處，主要表現(xiàn)為未對(duì)本次礦圖數(shù)字化測(cè)繪結(jié)果的精密度與準(zhǔn)確度進(jìn)行檢驗(yàn)，進(jìn)一步提高礦圖數(shù)字化測(cè)繪結(jié)果的可信度。這一點(diǎn)，在未來(lái)針對(duì)此方面的研究中可以加以補(bǔ)足。與此同時(shí)，還需要對(duì)RTK加密控制測(cè)量方法的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出深入研究，以此為提高礦圖數(shù)字化測(cè)繪的綜合質(zhì)量提供專業(yè)性建議。