RTK加密控制測量在礦圖數(shù)字化測繪中的應(yīng)用研究

樊建軍

（西安市勘察測繪院，陜西 西安 710054）

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

1 RTK加密控制測量概述

1.1 RTK加密控制測量工作原理

在對礦山繪圖進行數(shù)字化測繪過程中，引進RTK加密控制測量技術(shù)，可實現(xiàn)對礦山的定點測繪。在此過程中，根據(jù)礦山的整體結(jié)構(gòu)，在其中設(shè)置對應(yīng)的基準站點，并使用基準站中的實時觀測設(shè)備，對已知數(shù)據(jù)及實時獲取的數(shù)據(jù)，進行接收處理，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接收的，而將這些數(shù)據(jù)的測量相位值與當量值，進行載波計算，此時即可達到對礦圖數(shù)字化測繪流動點與循環(huán)點的有效監(jiān)測。

1.2 RTK加密控制測量操作方法

在礦山工程實際實施過程中，使用RTK加密控制測量技術(shù)，應(yīng)在圈定的測繪范圍內(nèi)選擇已知點，輸出已知點的空間坐標，以正北方向作為標準方向，將已知點坐標表示為（x，y，z）。在完成兩點定位后，選擇其中一個已知點作為檢查點，此時便可將另一點作為礦山測繪工程中的相對點，也稱校正點，在此基礎(chǔ)上，進行基站的架設(shè)，要求架設(shè)區(qū)域周邊無相關(guān)干擾物，且地質(zhì)相對空曠。同時在完成架設(shè)位置的選擇后，按照測繪過程中的標準流程，進行對應(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)備進行連接，通過對數(shù)據(jù)的有效傳輸以及信息數(shù)據(jù)的計劃性獲取，確保測繪結(jié)果的準確性與時效性，以此完成對RTK加密控制測量的基本研究。

2 基于RTK加密控制測量的礦圖數(shù)字化測繪方法

2.1 采集礦圖數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)

為獲取礦圖數(shù)字化測繪基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，基于RTK加密控制測量在測繪開展區(qū)域設(shè)置控制點，并將其作為測繪工程的結(jié)構(gòu)基準[2]。在應(yīng)用RTK加密控制測量，采集礦圖數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)的過程中，為確保礦圖數(shù)字化測繪數(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

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

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

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

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

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

在基于基于RTK加密控制測量處理礦圖數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，集合礦圖數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)屬性要素（包括：測繪勘查區(qū)名稱、測繪勘查區(qū)編號、測繪勘查區(qū)面積及測繪重點工作區(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)字化測繪數(shù)據(jù)屬性，制作相應(yīng)的電子信息表。通過建立礦圖數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)3D繪圖協(xié)議，實現(xiàn)礦圖數(shù)字化測繪數(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HTML腳本制作Web交互式三維動畫，以3D圖形的形式渲染礦圖數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)。而后，利用OpenGL ES 2.0制作礦圖數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)API，允許文檔對象模型接口。最后，利用部分Javascript實現(xiàn)礦圖數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)3D繪圖自動存儲器管理。

2.4 實現(xiàn)礦圖數(shù)字化測繪

在建立礦圖數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)3D繪圖協(xié)議的基礎(chǔ)上，下述將結(jié)合AutoCAD 2010 平臺，基于 CASS10．1 地形地籍成圖軟件，實現(xiàn)礦圖數(shù)字化測繪。通過大比例尺礦圖編繪，實現(xiàn)礦圖數(shù)字化測繪信息顯示。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)字化測繪影像數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)中的點位在礦圖上進行顯示，為大比例尺礦圖編繪提供多元化的數(shù)據(jù)源。針對一些潛在的礦圖數(shù)字化測繪信息進行重點特征分析，通過對多元次測繪工程信息的有效識別，根據(jù)成像結(jié)果進行類型的劃分，采用定位的方式分析圖像結(jié)果。再通過全色數(shù)據(jù)的正射校正，對礦圖數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)進行配準，形成點云文件數(shù)據(jù)密集。而后，將礦圖數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)的分辨率融合，實現(xiàn)對礦圖的增強以及調(diào)色。最后，通過多景影像的鑲嵌，手動勾繪等深線，對附加信息進行裝飾，實現(xiàn)礦圖數(shù)字化測繪，清除所有定義后未經(jīng)引用的線型。至此，實現(xiàn)基于RTK加密控制測量的礦圖數(shù)字化測繪。

3 實例分析

3.1 實驗準備

本次實驗部分針對基于RTK加密控制測量的礦圖數(shù)字化測繪方法的實用性提出，實驗對象選取某礦區(qū)。該礦區(qū)礦圖數(shù)字化測繪標準精度，如表2所示。

表2 礦圖數(shù)字化測繪精度（Km）

結(jié)合表2所示，實驗軟件為prueartwr-101分析平臺，主要用于對礦圖數(shù)字化測繪精度的測試。首先，使用本文基于RTK加密控制測量設(shè)計測繪方法，進行礦圖數(shù)字化測繪，通過prueartwr-101分析平臺測得測繪方法相鄰點之間的距離中誤差，記為實驗組。再使用傳統(tǒng)測繪方法，進行礦圖數(shù)字化測繪，通過prueartwr-101分析平臺測得測繪方法相鄰點之間的距離中誤差，記為實驗組。在本次實例分析中，共設(shè)置10個控制點，記錄實驗結(jié)果。

3.2 實驗結(jié)果

整理實驗結(jié)果，如表3所示。

表3 兩種測繪方法相鄰點之間的距離中誤差對比

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

4 結(jié)語

本文通過實例分析的方式，證明了設(shè)計測繪方法在實際應(yīng)用中的適用性，以此為依據(jù)，證明此次優(yōu)化設(shè)計的必要性。因此，有理由相信通過本文設(shè)計，能夠解決傳統(tǒng)礦圖數(shù)字化測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)為未對本次礦圖數(shù)字化測繪結(jié)果的精密度與準確度進行檢驗，進一步提高礦圖數(shù)字化測繪結(jié)果的可信度。這一點，在未來針對此方面的研究中可以加以補足。與此同時，還需要對RTK加密控制測量方法的優(yōu)化設(shè)計提出深入研究，以此為提高礦圖數(shù)字化測繪的綜合質(zhì)量提供專業(yè)性建議。