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[摘 要]矿山测量在矿山的生产当中是一项基础性的工作，测绘新技术的应用，使矿山的测量工作发生根本性变化。尤其是摄影测量数字化系统在矿储测量中的应用，极大的提高了矿山储量测量的效率，有效确保了矿山作业的安全性。文中对矿山测量中摄影测量数字化系统的应用展开探讨，以为今后的矿山测量工作提供借鉴与参考。
[关键词]矿山动态测量；数字摄影测量；矿山储量
中图分类号：P635 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）46-0194-01
随着测量技术的不断进步，尤其是通信技术与计算机技术在测量领域的应用发展，矿山测量技术也实现了突破性的发展，各种数字化测量技术在矿山测量中也得到了广泛的应用，相比于传统的人工矿山测量手段，数字化测量在提高矿山测量的准确性，降低矿山測量工作的任务强度，确保矿山工程作业的顺利实施方面发挥了重要的推动作用，现已成为现化代矿山建设必不可少的重要技术支撑。通过对摄影测量数字化系统在矿山测量中的应用进行分析，旨在对指导今后矿山测量工作有所助益。
1摄影测量数字化测量系统技术介绍
1.1数字摄影测量技术
数字摄影测量是基于摄影测量的基本原理，应用计算机技术，从影像提取所摄对象，用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量分支学科。是作为摄影测量发展至今的最高阶段，具有模拟或解析摄影测量技术所无法比拟的优势及特点。
1.2数字图像处理技术
数字图像处理的主要内容主要分为以下7个过程：（1）图像获取、表示和表现；（2）图像复原；（3）图像增强；（4）图像分割；（5）图像分析；（6）图像重建；（7）图像压缩编码。由于数字计算机技术及其相应的信号处理技术飞速发展，数字图像处理技术也发展迅速。系统采用三维图像处理技术的投影算法纠正原始影像，并将其投影到不同的目标面，通过对影像的构象畸变校正、几何校正和镶嵌，生成目标展示影像，采用图像增强突出原始影像上地质构造要素信息，采用数字图像匹配技术代替传统人工观测取点，完成空间建模前期立体像对的量测工作，即完成在相对定向、绝对定向和DEM原始数据采集中寻找同名像点的过程。
1.3地理信息系统技术
近年来，地理信息系统技术发展迅速，其主要的原动力来自日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提出的要求。随着全球化、网络化和知识经济的蓬勃发展，地理信息系统的产业化和应用的社会化是其发展的必然趋势。
由于GPS测量仪器的不断发展，测量方法的不断更新，以及块段法测量资源储量存在精度较低、内外业工作量较大等原因。所以传统常规块段测量方法已经相对落后。数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论和方法，提取所拍摄对象用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。利用数字摄影测量技术进行矿山储量测量，不仅能满足当前测绘的需要，同时又可以更好更快地反映出矿山开采情况及现状，代表着当代摄影测量发展的方向。
笔者将结合矿山储量动态检测和数字摄影测量的角度，介绍露采矿山摄影测量数字化系统对矿山储量测量工作中需要注意的问题。
2露采矿山摄影测量数字化系统工作步骤
2.1矿山资料数字化及矿山三维建模需要注意的问题
（1）在扫描时应尽量避免栅格图像的畸变，为了保证数字化的确性，对栅格图像进行配准，选择覆盖矿区作业面的配准点进行配准可以有效控制其精度。
（2）数字化等高线应根据等高线的平滑程度决定采点的间隔（一般等高线比较平直的区段采点间隔相对较大，而有一定弧度的区段则采样间隔相对较小）。
（3）终采矿山数字化过程中，需要对设计边坡进行分块赋值（高程和坡度），拐点处一般分为3个块段进行赋值，有利于建模的准确性。
（4）在矿山开采现状建模中，需要删除明显高程异常的数据点，并对宕口底部和平台底部置平高程（在外业工作时量测平台和宕口底部的高程）。
2.2基于普通数码相机的DEM数据快速采集需要注意的问题
（1）外业测量中：
①拍摄相片应根据矿山实际的地形情况考虑拍摄角度和分组。在拍摄时的角度选取最好与全站仪采集数据点的方向一致。
②外业工作中，对于控制点的布设需要用相机取景框大概确定所要拍摄像对的范围，并指挥布点人员进行布点。
③对于矿山顶部无法放置控制点的地方用免棱镜的方式采集数据点。选取特征明显且不易变动的地物作为控制点，选取的控制点最好在所摄像对的四角，拐弯坡应布设5个控制点，可以更好地控制相片精度。
④利用免棱镜全站仪采用自由设站的方式，在矿山范围内采集控制点的三维坐标。再利用GPS测量其中两个控制点的大地坐标，将其他控制点的自由坐标纳入到统一的大地坐标系。
⑤在相邻两处拍摄相片A1、A。构成像对；拍摄方向大致正对坡面为好，像对拍摄基线长度B取（1/8）×y为好（B为相邻两点间距、y为A1、A2至矿山边坡的垂直距离）。
（2）内业工作中：
①在内业处理像对的过程中选取合适的坐标系进行工作区划分，原则上应该尽量减少工作区个数，在遇到拐弯和地形复杂的像对应该单独分区作业。
②查看相片的外方位元素，进行相对定向和绝对定向时首先要选取合适的控制点坐标系（最好控制点与相片在同一条直线上），微调控制点位置观察外方位元素的变化情况，遇到特殊情况可以加密控制点来进行操作。
③采集数据点时根据相片质量选择不同的采集方式和采点密度，注意检查采集点在像对的位置是否一致，出现错点要及时删除并手动添加该点，采集数据点的范围不需太大，以免出现大量错点增加重复劳动时间。
④着重注意矿山边坡的顶部和底部边缘数据点的准确性，这样可以有效地控制建模准确性。 2.3礦山三维可视化及储量计算
系统利用VC++结合OpenGL技术开发了矿山三维可视化模块，矿山三维可视化系统功能主要包括：矿山三维模型、三维模型渲染、三维模型虚拟漫游和视觉控制、矿区多模型叠加、动画设置、AVI动画输出、模型坐标拾取查询、模型计算功能。矿区储量的计算时基于高精度的矿区模型自动进行的。储量计算中，包括矿山模型底面积、表面积和体积的自动计算。
（1）储量计算工作原理：
①对矿山原始地形图数字化后，建立开挖前矿山的初始地形模型，计算其体积Vo；
②对矿山终采境界图数字化，得到设计终采境界水平投影与最终边坡构建的三维模型，其剩余体积Ⅵ；
③原保有储量=（V0一V1）×比重×含矿率；
④利用摄影测量空间数据采集方法获取矿山作业区域范围内的开挖现状地面模型，得到矿山作业区域内的剩余体积V2；
⑤计算已开采量，已开采量=（V0-V2）×比重×含矿率；
⑥现保有储量=原保有储量-已开采量。
（2）在储量计算中需要注意的问题：
①计算储量前应该对已经建立的模型进行去噪，优化模型边界。
②在对原宕口进行编辑时仔细确定边界和高程，这直接影响着储量计算的准确性。露采矿山摄影测量数字化系统无论是在外业测量过程中还是在内业处理上都表现出了很大的优势，特别是在数字化和自动化方面显得更为突出。该方法不伤及被测物体。信息量高，可以重复使用，精度高，速度快，在瞬间记录物体的空间位置和运动姿态，及时对动态物体进行定量分析。获取的原始数据是数字形式的，记录的中问数据及其最终成果也均是数字形式的，能够快速甚至实时地处理数据、输出产品。综上所述，露采矿山摄影测量数字化系统将在日后的矿产测量工作中发挥更大的作用。
结语
在实际矿山测量工作中，只有确保摄影测量数字化系统的建立健全，才能确保整体测量环节的效率质量的提升。
参考文献
[1]和春燕，校红杰，马春萍.浅议我国矿山测量中的数字化应用[J].科技向导，2015，（7）：77-79
[2]时宁宁.论数字化技术在矿山测量中的应用[J].中国西部科技，2016，（35）：44-46
[关键词]矿山动态测量；数字摄影测量；矿山储量
中图分类号：P635 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）46-0194-01
随着测量技术的不断进步，尤其是通信技术与计算机技术在测量领域的应用发展，矿山测量技术也实现了突破性的发展，各种数字化测量技术在矿山测量中也得到了广泛的应用，相比于传统的人工矿山测量手段，数字化测量在提高矿山测量的准确性，降低矿山測量工作的任务强度，确保矿山工程作业的顺利实施方面发挥了重要的推动作用，现已成为现化代矿山建设必不可少的重要技术支撑。通过对摄影测量数字化系统在矿山测量中的应用进行分析，旨在对指导今后矿山测量工作有所助益。
1摄影测量数字化测量系统技术介绍
1.1数字摄影测量技术
数字摄影测量是基于摄影测量的基本原理，应用计算机技术，从影像提取所摄对象，用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量分支学科。是作为摄影测量发展至今的最高阶段，具有模拟或解析摄影测量技术所无法比拟的优势及特点。
1.2数字图像处理技术
数字图像处理的主要内容主要分为以下7个过程：（1）图像获取、表示和表现；（2）图像复原；（3）图像增强；（4）图像分割；（5）图像分析；（6）图像重建；（7）图像压缩编码。由于数字计算机技术及其相应的信号处理技术飞速发展，数字图像处理技术也发展迅速。系统采用三维图像处理技术的投影算法纠正原始影像，并将其投影到不同的目标面，通过对影像的构象畸变校正、几何校正和镶嵌，生成目标展示影像，采用图像增强突出原始影像上地质构造要素信息，采用数字图像匹配技术代替传统人工观测取点，完成空间建模前期立体像对的量测工作，即完成在相对定向、绝对定向和DEM原始数据采集中寻找同名像点的过程。
1.3地理信息系统技术
近年来，地理信息系统技术发展迅速，其主要的原动力来自日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提出的要求。随着全球化、网络化和知识经济的蓬勃发展，地理信息系统的产业化和应用的社会化是其发展的必然趋势。
由于GPS测量仪器的不断发展，测量方法的不断更新，以及块段法测量资源储量存在精度较低、内外业工作量较大等原因。所以传统常规块段测量方法已经相对落后。数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论和方法，提取所拍摄对象用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。利用数字摄影测量技术进行矿山储量测量，不仅能满足当前测绘的需要，同时又可以更好更快地反映出矿山开采情况及现状，代表着当代摄影测量发展的方向。
笔者将结合矿山储量动态检测和数字摄影测量的角度，介绍露采矿山摄影测量数字化系统对矿山储量测量工作中需要注意的问题。
2露采矿山摄影测量数字化系统工作步骤
2.1矿山资料数字化及矿山三维建模需要注意的问题
（1）在扫描时应尽量避免栅格图像的畸变，为了保证数字化的确性，对栅格图像进行配准，选择覆盖矿区作业面的配准点进行配准可以有效控制其精度。
（2）数字化等高线应根据等高线的平滑程度决定采点的间隔（一般等高线比较平直的区段采点间隔相对较大，而有一定弧度的区段则采样间隔相对较小）。
（3）终采矿山数字化过程中，需要对设计边坡进行分块赋值（高程和坡度），拐点处一般分为3个块段进行赋值，有利于建模的准确性。
（4）在矿山开采现状建模中，需要删除明显高程异常的数据点，并对宕口底部和平台底部置平高程（在外业工作时量测平台和宕口底部的高程）。
2.2基于普通数码相机的DEM数据快速采集需要注意的问题
（1）外业测量中：
①拍摄相片应根据矿山实际的地形情况考虑拍摄角度和分组。在拍摄时的角度选取最好与全站仪采集数据点的方向一致。
②外业工作中，对于控制点的布设需要用相机取景框大概确定所要拍摄像对的范围，并指挥布点人员进行布点。
③对于矿山顶部无法放置控制点的地方用免棱镜的方式采集数据点。选取特征明显且不易变动的地物作为控制点，选取的控制点最好在所摄像对的四角，拐弯坡应布设5个控制点，可以更好地控制相片精度。
④利用免棱镜全站仪采用自由设站的方式，在矿山范围内采集控制点的三维坐标。再利用GPS测量其中两个控制点的大地坐标，将其他控制点的自由坐标纳入到统一的大地坐标系。
⑤在相邻两处拍摄相片A1、A。构成像对；拍摄方向大致正对坡面为好，像对拍摄基线长度B取（1/8）×y为好（B为相邻两点间距、y为A1、A2至矿山边坡的垂直距离）。
（2）内业工作中：
①在内业处理像对的过程中选取合适的坐标系进行工作区划分，原则上应该尽量减少工作区个数，在遇到拐弯和地形复杂的像对应该单独分区作业。
②查看相片的外方位元素，进行相对定向和绝对定向时首先要选取合适的控制点坐标系（最好控制点与相片在同一条直线上），微调控制点位置观察外方位元素的变化情况，遇到特殊情况可以加密控制点来进行操作。
③采集数据点时根据相片质量选择不同的采集方式和采点密度，注意检查采集点在像对的位置是否一致，出现错点要及时删除并手动添加该点，采集数据点的范围不需太大，以免出现大量错点增加重复劳动时间。
④着重注意矿山边坡的顶部和底部边缘数据点的准确性，这样可以有效地控制建模准确性。 2.3礦山三维可视化及储量计算
系统利用VC++结合OpenGL技术开发了矿山三维可视化模块，矿山三维可视化系统功能主要包括：矿山三维模型、三维模型渲染、三维模型虚拟漫游和视觉控制、矿区多模型叠加、动画设置、AVI动画输出、模型坐标拾取查询、模型计算功能。矿区储量的计算时基于高精度的矿区模型自动进行的。储量计算中，包括矿山模型底面积、表面积和体积的自动计算。
（1）储量计算工作原理：
①对矿山原始地形图数字化后，建立开挖前矿山的初始地形模型，计算其体积Vo；
②对矿山终采境界图数字化，得到设计终采境界水平投影与最终边坡构建的三维模型，其剩余体积Ⅵ；
③原保有储量=（V0一V1）×比重×含矿率；
④利用摄影测量空间数据采集方法获取矿山作业区域范围内的开挖现状地面模型，得到矿山作业区域内的剩余体积V2；
⑤计算已开采量，已开采量=（V0-V2）×比重×含矿率；
⑥现保有储量=原保有储量-已开采量。
（2）在储量计算中需要注意的问题：
①计算储量前应该对已经建立的模型进行去噪，优化模型边界。
②在对原宕口进行编辑时仔细确定边界和高程，这直接影响着储量计算的准确性。露采矿山摄影测量数字化系统无论是在外业测量过程中还是在内业处理上都表现出了很大的优势，特别是在数字化和自动化方面显得更为突出。该方法不伤及被测物体。信息量高，可以重复使用，精度高，速度快，在瞬间记录物体的空间位置和运动姿态，及时对动态物体进行定量分析。获取的原始数据是数字形式的，记录的中问数据及其最终成果也均是数字形式的，能够快速甚至实时地处理数据、输出产品。综上所述，露采矿山摄影测量数字化系统将在日后的矿产测量工作中发挥更大的作用。
结语
在实际矿山测量工作中，只有确保摄影测量数字化系统的建立健全，才能确保整体测量环节的效率质量的提升。
参考文献
[1]和春燕，校红杰，马春萍.浅议我国矿山测量中的数字化应用[J].科技向导，2015，（7）：77-79
[2]时宁宁.论数字化技术在矿山测量中的应用[J].中国西部科技，2016，（35）：44-46