礦山地質測繪中影像技術的定位應用

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摘要：為解決傳統地質測繪方法分析矢量水平較低的問題，針對礦山地質測繪中影像定位技術的應用效果展開分析。遵循測繪指標的選取與缺點原則，建立必要的影像定位分析矩陣，再通過計算測繪定位角數值的方式，判斷定位技術的實效應用能力。

關鍵詞：礦山地質測繪；影像定位；測繪指標；分析矩陣；定位角度

地質測繪是一種常用的礦山地質勘探方法，涉及地質調查、礦產勘查等多項處理技術，在實際應用過程中，可幫助施工人員準確掌握礦區內部的地質、地形與地貌情況，從而為后續測繪工作的進行節省大量時間。作為地質測繪工作的關鍵操作環節，地質點測量是指應用特殊測量方法，確定關鍵地質點實時位置的處理手段。由于地質工作比例尺、勘探礦種、地形地貌等外界影響條件的不同，可通過儀器法定點、半儀器法定點、目測法定點三種方法完成礦山地質測繪過程中的關鍵定位步驟[1]。其中，儀器法定點利用精密儀器測量地質點的施工標定位置。半儀器法定點可在地形特點不明顯的情況下，借助羅盤、儀表等器材總結關鍵的地質點標定與測繪規則。目測法的應用過程相對較為簡單，可用于明顯地形的標注與處理情況下，根據微地貌特征的不同，施工人員可通過眼睛直接確定地質點所處位置，再將這些數據信息標定于航空像片之上，以便于后續轉繪工作的順利進行。隨著礦山地質測繪工作的進行，傳統地質測繪方法極易出現分析矢量水平過低的問題，從而造成地質節點定位精度水平的嚴重下降。為解決此問題，在傳統測繪方法的基礎上，提出全新的影像定位應用技術，在沿用測繪指標參量的同時，建立影像定位分析矩陣，再通過標定測繪定位角的方式，突出說明該項定位技術的實際應用價值。

1礦山地質測繪中影像定位技術的應用實效

在礦山地質測繪中影像定位技術的應用主要由測繪指標選取、影像定位分析矩陣建立、測繪定位角度計算三個步驟組成，具體實用效果分析方法如下。

1.1測繪指標選取

從字面層次來理解，測繪處理應包含計算機光電、測量繪圖等多項應用定位技術，對地面上通過對已有的界線及特征點進行測量，可準確反映地面景觀的表現圖形及其所處地域的位置信息，通常情況下，可供工程建設、施工規劃設計的直接應用。在礦山施工中，地質測繪技術的應用范疇極為廣闊，包含自然地理要素、人工地表設施形狀、空間位置等多種屬性信息，收集多次測量數據，并可聯合影像定位與施工技術，繪制完整的礦山地質圖像。所謂測繪指標是指具備描述能力的地質形象表現數據，在礦山施工環境中，受到地表硬度、地表濕度、礦石覆蓋面積等多項外在因素條件的影響，測繪點的實時選取位置也會隨之發生改變[2]。在此情況下，為獲得最為準確的測繪指標選取結果，應在確定地質要素條件的同時，注重特殊形狀地表設施的擺放位置，并以此為基礎，繪制相鄰地質節點之間的測繪界線，從而使得礦區環境中的地質屬性要素得以清晰體現。設g1、g2分別代表礦區環境中兩個不同的地質節點參數，聯立上述物理量，可將礦山地質測繪的指標選取結果表示其中，d1、d2分別代表兩個不同的影像地質點定位界線參量值，β代表地質測繪環境中的礦石覆蓋系數。

1.2影像定位分析矩陣

指待拍攝對象在原始膠片上留下的形象即為影像，包含正像、負像兩部分組成條件。在攝影機鏡頭下，礦山地質節點能夠形成完整的光學圖像，且由于快門按鍵的存在，所有圖像都可直接聚焦于底層膠片之上，通過后期的曝光，在顯影液中留下潛影，再經過一系列復雜的沖洗，負像是指膠片之上由銀粒物質和染料共同組成的拍攝圖像，這一類圖像經過多次的幅值與粘貼處理，即可在膠片之上留下完整的攝體正像。影像定位則是一種有效的礦山地質測繪技術，在礦區施工環境中，由于地形、地貌等條件的影響，人們很難深入到每一個地質節點進行實時查探，在此情況下，影像定位技術的應用就顯得即為必要，影像作為最基本的表現鏡頭，可真實反映各個地質節點的表現情況，并可以膠片的形式，留下大量的礦山地質參考資料[3]。為適應礦山地質測繪的應用需求，在實施影像定位技術時，應不斷擴大地質節點信息的數據空間，并從中提取一定數量的測繪指標參量，以用于建立完整的影像定位分析矩陣。設x代表礦山地質測繪節點的橫坐標，y代表礦山地質測繪節點的縱坐標，在測繪指標選取結果的支持下，可將影像定位分析矩陣Ap表示上式中，x1、x2、…、xn分別代表n個不同的礦山地質測繪節點橫坐標組成系數，y1、y2、…、yn分別代表n個不同的礦山地質測繪節點縱坐標組成系數。

1.3測繪定位角度

測繪定位角是一個可變性極強的物理系數項指標，能夠較好適應礦區環境中的地質要素變化行為，在保障影像定位技術實施準確性的同時，準確分析地質節點處的礦石表現特征。若將影像定位分析矩陣的影響能力考慮在內，可將測繪定位角度的表現方式分為角度過大、角度適中、角度過小三種形式。其中，測繪定位角度過大是指當礦山地質節點遠離核心定位區域時，目標地質節點、核心地質節點連線與水平線間的物理角度數值超過180°；測繪定位角度適中是指當礦山地質節點位于核心定位區域內時，目標地質節點、核心地質節點連線與水平線間的物理角度數值處于90°至180°之間；測繪定位角度過小是指當礦山地質節點位于核心定位區域的中間位置時，目標地質節點、核心地質節點連線與水平線間的物理角度數值小于90°[4]。一般情況下，為獲得較為精準的礦山地質測繪影像結果，規定90°至180°之間為合理的定位角度數值區間。設μ1、μ2分別代表兩個不同的測繪角定位系數，聯立公式（2），可將實際測繪定位角度的余弦值結果表示其中，f代表測繪影像中的礦山地質特征值，T代表平均定位處理時長。

2實驗

選取十處不同地質條件的礦山施工區域作為影像定位測繪的處理對象，且所有待測繪區域的物理面積值均處于4000m2至5000m2之間。分別應用影像定位技術和傳統定位技術對上述礦山地質區域進行測繪，并對相關實驗數據進行準確記錄，其中應用影像定位技術所獲得的測繪數據作為實驗組數值結果，應用傳統定位技術所獲得的測繪數據作為對照組數值結果。BPR指標描述了礦山地質測繪過程中分析矢量的數值記錄情況，若不考慮地貌條件對實驗結果造成的影響，則可認為BPR指標數值越大，礦山地質測繪過程中分析矢量的參數值水平越高，反之則越低。下表記錄了實驗組、對照組BPR指標數值的實際變化情況。分析表1可知，實驗組定位技術針對C05、C08、C09、C10區域的BPR測繪指標數值相對較大，而針對C06區域的BPR測繪指標數值相對較小，但二者之間的差值水平相對較小，僅為0.003。對照組定位技術針對C08區域的BPR測繪指標數值最大，針對C05區域的BPR測繪指標數值最小，二者間的差值水平達到了0.196，高于實驗組差值結果。在整個實驗過程中，實驗組針對每一礦山測繪區域的BPR測繪指標數值都超過了0.990，而對照組BPR測繪指標數值的最大值也沒有達到0.800，其測量精度水平遠低于實驗組。綜上可知，隨著影像定位技術的應用，BPR指標的數值記錄結果得到了明顯促進，可較好解決傳統地質測繪方法分析矢量水平較低的問題。

3結語

在礦山地質測繪的施工過程中，影像定位技術通過選取測繪指標的方式，建立必要的影像定位分析矩陣，再通過對測繪定位角數值的標定，得到較為理想的地質節點定位應用效果。從實用性角度來看，應用影像定位技術后，BPR測繪指標數值的增大，可有效解決傳統地質測繪方法分析矢量水平較低的問題，與傳統地質測繪方法相比，具有更強的實際應用價值。

參考文獻：

[1]黃正均,張英,任奮華,等.多手段物探技術在露天礦山邊坡地質勘探中的應用[J].中國礦業,2019,28(01):132-137.

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[3]王帥,曲萬隆,張建偉,等.青島地區歷史遺留未治理礦山地質環境現狀及治理建議[J].中國礦業,2019,028(0z2):172-176.

[4]王碩、王晨陽、陳常松.測繪業務與地質災害監測預警業務之間的融合途徑分析[J].測繪通報,2020,No.524(11):154-157.

作者：喬轉萍   單位：甘肅省有色金屬地質勘查局張掖礦產勘查院