大比例尺地形图测绘法在矿山地质测绘中的应用研究

胡静娟

（安徽省地质测绘技术院，安徽 合肥 230022）

矿山开发是国家基础工程项目，其的效率与成果受矿山地质影响较大，小、中比例尺地形图与测量方法并不能很好地满足而今矿山地质测绘的要求。大比例尺地形图内容广泛、细致精确，于矿山地质测绘中，具有广泛、确实的应用价值，该种地形图需要应用科学性较强、精确度较高的测量技术进行成图。

1 大比例尺地形图测绘法在矿山地质测绘中的应用现状

大比例尺地形图测绘分为外业测量与内业成图两部分。

以外业测量而言，大比例尺地形图测绘法以基本测图原理为基础，具有多种测量方法，包括大平板仪测量、经纬仪测量、大平板仪联合经纬仪测量，数字化测量等。前三种测量方法操作复杂、工作强度较大、工作效率较低等，已经不再被应用于矿山地质测量中，后一种测量方法设备要求先进、精度高等，主要包括全站仪测量法、GPS—RTK测量法、无人机测量法、摄影测量法等，其发展至今已成为矿山地质测绘的主要应用方法[1]。各种数字化测量方法的具体应用情况，如下所言：

（1）全站仪测量法风靡于20世纪90年代，并被广泛沿用至今，具有精度高、操作过程严谨等特点，可实现角度测量、距离测量、三维坐标测量、导线测量、放样测量、定点交会测量等多种功能，具备被应用于矿山地质测绘的可行性。

（2）GPS—RTK技术是实时动态测量方法，以载波相位为技术基础，实现的是GPS数据差分处理。工作时，拥有两台或两台以上GPS信号接收机，其中一台被放置于已知坐标上，成为基站，其他一台或多台放置于未知坐标上，被称为移动站，基站在收集到对应数据后会将其传输至流动站中[2]。

（3）与其他测量法相比，摄影测量法虽原理复杂、地形图形成过程繁琐，但其可以在难以人工作业的区域中进行地形数据采集，采集完成后利用专业性三维软件分析数据、绘制地形。实际矿山测量中，该技术通常不会单一化应用，而是与其他测量方法配合采用，进而进一步补充地形图内容，保障地形图质量。

（4）无人机测量法是更先进、更便捷的航摄法，具有测绘周期极短、效率与分辨率极高的显著优势，通常应用于面积较大、地物简单的测区，其可与RTK技术进行有效结合，从而完成工程项目整体的高效测量[3]。经无人机航摄采集的数据，在内业处理上具有相当的难度，无人机数据处理流程与方法已成为测绘领域的一项研究热点。

以内业成图而言，大比例尺地形图测绘法以继承性与面向数字化为基本原则，手工绘制早已被淘汰、放弃，现在多采用数字化绘图软件进行成图，这些软件具有数据处理、数据分析、数据存储、图像编辑等一体化功能，可提升测绘工作效率，增强数据及图像编辑的便利性，实现无差别数据交底与存储，强化地图管理效果。目前矿山测绘中，最为常用的绘图软件是基于AutoCAD而二次开发的CASS软件及Arc Map软件。

2 大比例尺地形图测绘法在矿山地质测绘中的应用方式

测绘单位要在有效了解矿山地质特点、矿山地势及周边环境的基础上，运用合理、高效的测量方法、手段与绘图软件进行勘测成图。现以GPS—RTK测量法、CASS9.1为例，系统介绍矿山地质测绘中，大比例尺地形图测绘法的具体应用方式。

2.1 施工前准备

第一、细致勘探测绘区域，了解工程概况，制定工程计划，划分工程区域，标定区域工程名称，合理设置基准站与流动站位置。矿山地质情况复杂、危险性较高、易出现突发状况，有效把控矿山测绘区域状况应是测绘工作开展的第一步。为保障测绘数据链接畅通无阻碍，施工人员要谨慎确定基准站位置，通常在地势较高、开阔性良好、200m周边范围内没有高压电线干扰的待测区域内选择。流动站位置应与基准站相距不少于5km、不超过10km，若实践中，流动站与基准站之间通视不良，则还应在两站之间加入一定数量的通视方向[4]。

第二、要检测、调整各项测量设备，设定GPS接收机采样频率、坐标转换参数、计划放样点坐标，计算相应坐标转换参数、制定完整工作表格等。GPS、RTK等测量设备在使用前一定要进行检验，确保其可正常运转，且无任何可引发不良误差与错误的故障。采用WGS-84国家统一坐标参数，以避免工程施工及绘图矛盾。

第三，设置分配与组织好施工人员，对其进行工程前专业与安全培训，以提升施工人员操作水平与安全意识，从基础上保证工程质量与安全。

2.2 外业测量

数据采集中，大比例尺地图测绘以“先整体后局部，先控制后碎步”为量测方式，具体施工过程为：测区范围确定—建立工程项目—设置设备参数—有效连接GPS设备—检校控制点—碎步测量。

GPS—RTK外业测量一般是两人成组，两组成队，由一队人分持GPS与RTK，由一组人相互配合，共同完成一测点的测量。通常情况下基础控制网已经构造完成，测绘人员具体要做的是加密铺设GPS点，将3个GPS点作为一组，两两GPS点之间的通视性应良好，且距离应小于2km。每组GPS点以附和导线连接，并应按照碎步测量具体情况进行支导线与闭合导线设计与测量[5]。在具体测绘过程中，一般安排两组人员各持GPS与RTK，从测区外端向中间推进，若GPS、RTK因信号弱而无法使用，则可以全站仪代替。高程测量中，应先进行精度估算，以优化平面控制网布设，提升高程拟合的准确性与效率，具体做法是将全站仪与测图精灵所用的数据传输通道进行有机连接，然后点击测图精灵，使全站仪镜站坐标被有效控制。

外业测量工作中，外业员应规范绘制外业草图及系统标注测点点号，并养成良好、统一的命名习惯，以减少工作麻烦，确保后续成图工作不出现混乱、错误等问题。

2.3 内业成图

外业测量工作完成后，就进入到地形测绘的下一步—内业成图。内业成图的具体步骤为：野外数据合并与格式转换—设置成图比例—数据导入、展野外测点—依照草图或点名绘制地形图。

在内业成图过程中，内业员要秉持严谨、细致的工作态度，深度了解CASS9.1的各项功能，以快速、准确导入、勾连所测点位，同时要做好数据检查工作，若在成图过程中发现误差超出允许范围，还要进行外业复测，以确保矿山地质大比例地形图的精确性。

当基本地形图绘制完成后，还可将其导入至Arc Map中制作专题地图，并对有关数据进行进一步分析，从而使矿山地质情况全面、形象地呈现于图纸上，更好地为矿山地质工作服务。

2.4 保障测图质量与效率的其他方面措施

第一，测绘员要敢于质疑，善于解决实际问题。矿山测绘整体过程中，可能会出现各种各样的问题，这些问题的出现可能是多种原因共同作用的结果，解决办法有时并不能从施工计划书中找到或不具有统一性，测绘人员要凭借自身过硬的理论与丰富的经验，灵活地解决问题。

第二，测绘单位要不断引入新设备、新技术。测绘设备与技术是测绘工作高质量施行的基础，测绘单位应关注测绘市场变化，适时、定期引入新型测量仪器与软件，并针对测绘员开展相应的技能培训，以增强单位整体的测绘水平。

第三，监督工作应贯穿于矿山地质测绘始终。测绘单位要不断加强岗位与监督管理，实行一定频率与方式的跟踪监督，以消除虚假测绘数据。审核部门也要严格审核测绘图纸，确保测量误差在允许范围之内，达到具体工程及行业质量要求。

3 大比例尺地形图测绘法在矿山地质测绘中的应用前景

3.1 数字化与智能化

目前，地形图测绘数字化已被广泛普及，测绘领域已出现革新式的变化，地形图成图效率显著提升，精度与质量得到充分保障。智能化是数字化的高阶状态，为更好地满足各行业的实际需求，测绘技术势必不断向智能化进发，实现GPS、GIS、RIS的完美融合，从而生产出更加优质化的地形图[6]。以矿山地质测绘而言，在将外业数据导入到智能化系统中，系统会对数据的正确性及误差进行自动检测，若数据误差过大，则会作出提示，要求测绘员重测或绘图员改正。

3.2 信息化

信息化与智能化是依托存在的。就矿山地质测绘大比尺地形图而言，其上所标示的详尽信息，经一定信息化软件分析后，会给出一些具体开采行为或管理行为的最便捷算法，进而成为矿山开采、管理可行性报告中的内容，或作为矿山地质工程施工计划制定的科学化依据。

4 结束语

大比例尺地形图测绘对矿山开采工程项目意义重大，服务于矿山开采的始终。测绘单位应选择先进化的测量设备，配合应用多种测量方式，尽可能实现外业测量与内业制图的整体智能化与信息化，以确保煤矿管理、开采等工作的科学性与高效性。