鄒 凡
(中國冶金地質(zhì)總局湖南地質(zhì)勘查院,湖南 長沙 410000)
為了得到露天礦的整體基本情況,因此需要對露天礦進(jìn)行相應(yīng)的地形圖測繪,從而得知礦區(qū)的大致地物地貌。本項目旨在于保障露天礦1:1000 地形圖測繪的項目的順利進(jìn)行,因此先期進(jìn)行該項目的控制網(wǎng)設(shè)計。該項目可以使政府部門掌握露天礦的整體情況,對該區(qū)域礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用擁有相應(yīng)的操作基礎(chǔ),繼而帶動該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
同時通過在本項目通過構(gòu)思控制網(wǎng)設(shè)計的過程,了解工程設(shè)計前期的相關(guān)知識理論,將自己所學(xué)的理論知識運(yùn)用于實際項目,提高自己的能力水平,為今后的勘查工作打下基礎(chǔ)。
為保證首級控制網(wǎng)點(diǎn)位均勻分布于全圖,且便于測量,采用GPS 布設(shè)首級控制網(wǎng)。
國家D 級GPS 控制網(wǎng)要求點(diǎn)間距離為距離為5km ~10km,按距離要求布設(shè)9 個首級GPS 控制點(diǎn),布設(shè)方法采用邊連式以保證精度,在點(diǎn)位的選取上,嚴(yán)格按照《(GPS)》的要求。
由于本項目為首級控制網(wǎng)的初步設(shè)計,僅考慮了首級控制網(wǎng)各控制網(wǎng)點(diǎn)是否符合相應(yīng)的選點(diǎn)規(guī)范,控制點(diǎn)位置的基本情況了解由測區(qū)衛(wèi)星圖得到,因此點(diǎn)位選取中會存在因時間產(chǎn)生變化,導(dǎo)致實地情況與衛(wèi)星圖不符的情況,因此在實際測量過程中需根據(jù)實際情況進(jìn)行修正.
攝影測量需要結(jié)合測區(qū)實際情況與地形圖精度要求來判斷能否實施航空攝影測量。因此,為保證攝影測量方案進(jìn)行的地形圖的測量成果可以符合露天礦1:1000 地形圖的標(biāo)準(zhǔn),選擇一個區(qū)域作為實例,進(jìn)行攝影測量的方案設(shè)計,從而判斷能否實施航空攝影測量。
表1 航攝系統(tǒng)基本屬性
攝影測量參數(shù)確定:
航空攝影測量最基本的集合要素為航攝像片的比例尺,其代表像片單位距離所代表的實際地面距離,即為
式中:m 為航攝比例尺。GSD 為地面影像分辨率。p 為單位像元大小。
航空攝影測量中,飛機(jī)飛行高度由相對航高與基準(zhǔn)面高差組成,相對航高需要通過相機(jī)的焦距和像元尺寸進(jìn)行計算,基準(zhǔn)面高差通過測區(qū)資料獲取,并且,為得到合適的地面采樣距離,需要結(jié)合成圖比例尺要求。
式中: H 為相對行高。GSD 為地面影像分辨率。p 為單位像元大小。f 為攝影機(jī)的焦距。H0為飛機(jī)的實際飛行高度 h基為平均基準(zhǔn)面高度。
式中:xL 為航向間距。yL 為航線間距。L 和W 為數(shù)碼影像的長和寬。
單條航線上航片數(shù)目:
為保證地物采集,于首尾兩端各多加一個航片。
測區(qū)航線數(shù):
為保證地物采集,于首尾兩端各多加一次航線。
航片總數(shù):
式中:測W 為測區(qū)寬度。
根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)及公式得到在攝影測量中,像控點(diǎn)存在的意義不僅是攝影測量控制測圖的基礎(chǔ),同時也是進(jìn)行空三加密的重要數(shù)據(jù),為保證航空攝影測量精度,需進(jìn)行像控點(diǎn)的布設(shè)。為預(yù)估攝影測量的精度水平,在主測區(qū)進(jìn)行像控點(diǎn)的選取,并通過像控點(diǎn)布設(shè)相應(yīng)的檢查點(diǎn)。由于野外像控點(diǎn)目標(biāo)選擇的好壞和指示點(diǎn)位的準(zhǔn)確程度,直接影響成果的精度,但過多的像控點(diǎn)會使得人力物力過于浪費(fèi),因此設(shè)計多個不同的像控點(diǎn)與檢查點(diǎn)布設(shè)方案,選取最優(yōu)方案。
像控點(diǎn)按航空攝影航帶進(jìn)行統(tǒng)一布設(shè),在不影響像控點(diǎn)布設(shè)精度的情況下盡量均勻布設(shè),像控點(diǎn)布點(diǎn)方案采用精度最高最可靠的正規(guī)布點(diǎn)法,但由于實際地形的影像,點(diǎn)位的分布僅能盡量趨近于均勻分布。通過影像圖進(jìn)行的初步像控點(diǎn)布設(shè)方案有2 種,2 種不同密度的像控點(diǎn)設(shè)計方案根據(jù)像控點(diǎn)點(diǎn)間間隔進(jìn)行設(shè)計。像控點(diǎn)點(diǎn)位分布圖如下:方案①.基線間隔3-航帶間隔2,49 像控點(diǎn)-36 檢查點(diǎn);
圖1 ①方案像控點(diǎn)分布圖
根據(jù)像控點(diǎn)間隔按照相應(yīng)的規(guī)范選取檢查點(diǎn),點(diǎn)位圖如下:
圖2 ①方案檢查點(diǎn)分布圖
方案②.基線間隔6-航帶間隔4,16 像控點(diǎn)-9 檢查點(diǎn);
圖3 像控檢查點(diǎn)
根據(jù)像控點(diǎn)間隔按照相應(yīng)的規(guī)范選取檢查點(diǎn),點(diǎn)位圖如下:
圖4 ②方案檢查點(diǎn)分布圖
以上2 種方案中點(diǎn)采集均采用cors-rtk 單點(diǎn)數(shù)據(jù)采集,以節(jié)約時間,基站設(shè)立點(diǎn)位于二級GPS 控制網(wǎng)點(diǎn)GE07。
測圖控制網(wǎng)初步設(shè)計完畢,各級控制網(wǎng)精度等級確定,但各級控制網(wǎng)設(shè)計方案是否能夠達(dá)到相應(yīng)的精度等級未知,因此通過模擬數(shù)據(jù)對控制網(wǎng)進(jìn)行精預(yù)估并與控制網(wǎng)精度要求進(jìn)行對比,各級控制網(wǎng)精度要求如下:
表2 各級GPS 控制網(wǎng)精度要求
二級控制網(wǎng)與首級控制網(wǎng)相同,均為GPS 控制網(wǎng),相關(guān)數(shù)據(jù)也由CAD 軟件得出,無實測數(shù)據(jù)。因此在精度預(yù)估時,僅考慮由儀器誤差導(dǎo)致的基線誤差,由此得出GPS 控制網(wǎng)各種限差,如基線限差,控制網(wǎng)測量中誤差等。因此相關(guān)的精度估算方法與首級控制網(wǎng)相同,可使用上述公式計算相關(guān)數(shù)據(jù),以此數(shù)據(jù)與國家E 級GPS 控制網(wǎng)精度要求作比較,從而判斷該控制網(wǎng)是否滿足相關(guān)精度要求。由CAD 得到相應(yīng)數(shù)據(jù)如下:
表3 GPS 控制點(diǎn)點(diǎn)位數(shù)據(jù)
在二級控制網(wǎng)中,若將各閉合環(huán)分量限差視為各閉合環(huán)分量誤差,即在GPS 測量過程中,若測量數(shù)據(jù)滿足GPS 測量限差,則該控制網(wǎng)測量數(shù)據(jù)可以滿足國家D 級GPS 控制網(wǎng)精度要求,但由于二級控制網(wǎng)受到首級控制網(wǎng)測量誤差影像,應(yīng)進(jìn)行誤差積累,因此點(diǎn)位實際誤差如表4 所示,經(jīng)過與國家E 級控制網(wǎng)精度要求進(jìn)行對比,可知其符合精度要求。
表4 GPS 控制點(diǎn)理論中誤差
本設(shè)計方案中進(jìn)行精度估算得到的控制點(diǎn)點(diǎn)位中誤差符合控制網(wǎng)限差要求,因此該控制網(wǎng)布設(shè)時僅需要實地測量時對點(diǎn)位布設(shè)時對應(yīng)相應(yīng)地區(qū),點(diǎn)位間距離變化不大,操作符合相應(yīng)的規(guī)范要求,即可完成相應(yīng)控制網(wǎng)布設(shè)。
本項目完成了二級控制網(wǎng)的設(shè)計,針對測繪方式進(jìn)行設(shè)計方案所需要的基本數(shù)據(jù),并通過精度預(yù)估進(jìn)行項目設(shè)計得出的結(jié)論,結(jié)合露天礦的實際案例進(jìn)行分析可知,在綜合各種情況的條件下,將航空攝影測量與cors-rtk 測繪結(jié)合使用將會得到效益的最大化,在植被茂盛區(qū)域,cors-rtk 測繪信號被干擾,精度下降,則采用航空攝影測量來完成,從而在保證精度的情況下使效益最大化。