時間:2012年09月27日 分類:推薦論文 次數:
摘要:隨著礦產資源越來越廣泛的開發,而露天礦也越來越多的向深部進行開采,因此形成了越來越多的高邊坡。對于露天礦而言,其采場邊坡和排土場邊坡的穩定是露天礦進行安全開采的保證,然而,其穩定性的表征主要是邊坡的位移增量,由此可見,礦邊坡位移增量的測定就顯得尤為重要,而近景數字攝影測量技術也得到了越來越廣泛的應用。因此,本文將對近景數字攝影測量技術在礦邊坡位移增量測定中的應用進行簡要分析。
關鍵詞:近景數字攝影測量;礦邊坡;位移增量測定
Abstract: with the development of mineral resource is more and more widely, but also more and more open to the deep exploitation, and thus formed the more and more high slope. For open pit is concerned, its mining slope and the stability of the dump slope is open pit mining safety guarantee, however, the stability of the displacement of the slope is mainly characterized incremental, therefore, the determination of incremental ore slope displacement is particularly important, and a close range digital photography measurement technology also have been applied more and more. Therefore, this article will close range of digital photography measurement technology in mine slope displacement incremental determination of paper analyzed the application.
Keywords: close range digital photogrammetry; Mine slope; Displacement incremental determination
我國是露天開采礦石較多的國家之一,而隨著露天礦越來越廣泛的開采,也形成了越來越多的礦山邊坡。但是,由于露天礦山的不斷延深,礦山邊坡也逐漸增高、變陡,從而也使得發生滑坡事故的可能性增大。除此之外,其排土場的高度也在不斷的增高,而在受到堆放體積、松散度、人為因素以及強降雨天氣的影響時,礦邊坡的穩定性也將會受到威脅。所以,為了確保礦邊坡的穩定性,對其進行實時、快速、有效的監測是必不可少的一項工作。礦邊坡位移增量測定就是對礦邊坡的位移進行實時、快速、有效的監控,了解礦邊坡表面的位移及變化,以找出可能出現滑坡的方位與范圍,并及時的采取措施,從而保證礦山進行安全和穩定的生產。
一、 概述近景數字攝影測量技術
近景數字攝影測量技術是攝影測量技術發展至今的最高階段,它是基于數字影像與攝影測量的基本原理,將計算機技術、數字影像處理技術、影像匹配等多門學科的理論與方法相結合而成的礦邊坡增量位移監測技術。數字攝影測量處理的原始信息主要是數字影像,對于目前而言,得到數字影像常用的方法是對專業光學攝影機拍攝的相片進行掃描,使其數字化。
(一) 近景數字攝影測量技術的優點
數字攝影測量技術具有模擬和解析攝影測量技術所無法比擬的優勢和特點,它具有一下幾個優勢:
1. 投影方式為數字投影,能夠更精確的進行坐標轉換和一系列計算;
2. 使用的設備簡單,操作容易,計算方便、快捷;
3. 數字攝影測量技術的自動化程度較高;
4. 最終產品為數字化形式,便于進行編輯或其他操作,而且原始信息的保存更為方便。
(二) 近景數字攝影測量技術的測量計算原理
近景數字攝影測量技術一般都是基于共線條件方程式的近景像片解析處理方法來進行測量計算的。它是解析近景攝影測量中最重要而且使用最為廣泛的一種運算方式。所謂的共線條件方程式主要是描述攝影中心、像點以及物點位于一條直線上的關系式,可以用于計算測量過程中的未知數,如外方位元素、內方位元素、系統誤差等。
二、 礦邊坡位移增量的測定
我國是露天開采礦石較多的國家之一,而隨著露天礦越來越廣泛的開采,也就形成了越來越多的礦山邊坡。在露天礦山開采不斷延深的情況下,礦邊坡增高、變陡的情況也逐漸嚴重,從而就容易引起滑坡等事故。礦山邊坡的穩定性問題嚴重影響著礦山的安全生產,因此,加強礦山邊坡位移增量監測與穩定性的分析是必不可少的一項工作。對礦邊坡位移增量進行測量與檢測主要可以達到以下幾個目的:①對施工過程中礦邊坡的穩定程度進行評價,并做出有關的報告,為業主、施工方以及監理提供預報數據,對可能出現的危險及時進行報警,以確保礦山的安全生產;②為預測預報以后礦邊坡位移、變形提供依據,從而及時采取防災措施;③為進行有關位移反分析以及數值模擬計算提供參數。
目前,進行礦邊坡位移增量測量的方法有很多種,如大地觀測法、儀表觀測法、GPS觀測法以及近景數字攝影測量法等。而近景數字攝影測量法是近幾年來進行礦邊坡位移增量測量過程中使用最廣泛的一種方法。
三、 近景數字攝影測量技術在礦邊坡位移增量測量中的應用
攝影測量是從最初的模擬攝影測量到解析攝影測量再到現在的數字攝影測量的一個發展過程。最初的模擬測量是采用物理的投影方式,而隨后出現的解析攝影測量就是用數字投影來代替物理投影。對于近景數字攝影而言,在前兩者的基礎上又有了很大的進步,它是利用電子計算機實時地進行共線方程的解算,從而交會被攝物體的空間位置,該測量方式也是采用的數字投影,同時讓計算機自動解算的操作方式。
采用近景數字攝影測量礦邊坡位移增量主要分為兩個部分,一是外業測量,二是將測量結果進行軟件對比分析。采用近景數字攝影測量技術進行礦邊坡位移增量的外業測量時主要是進行數據的采集,而將測量結果進行軟件對比分析主要是進行數據與圖像的處理。近景數字攝影測量技術利用計算機視覺和數字近景攝影測量的原理,實現了全自動數字近景攝影測量,提高了礦山開采的效率。近景數字攝影測量技術在工程測量中主要是通過地面攝影和少量的外業控制點,然后經過影像匹配和空中三角測量獲取所攝目標的密集點云。在獲得了所攝目標的點云后即可用其生成DEM、正射影像和三維景觀圖,并且還能夠自動生成等高線。利用近景數字攝影測量技術測量礦邊坡的位移增量時,獲得了邊坡的點云和DEM后可以采用兩種方法實現對邊坡變形的測量。一種是基于點的檢測,另一種是采用專用的DEM比較模塊。對于基于點的檢測而言,在攝影之前,首先要在重點監護區設置好標志點,然后就可以在立體模塊中通過增加同名點的方式來獲取標志點的坐標。另外,不同時段攝影之前所選擇的標志點時,也將會得到不同時期的變形情況。采用專用的DEM比較模塊來實現邊坡位移增量測量主要是將前后兩次攝影所生成的DEM文件相減,從而獲得前后兩次邊坡變形后的體積變化情況以及邊坡上最大點的變形值,而且,利用DEM相減后的影像可以很直觀的看到邊坡的變化情況。
近景數字攝影測量技術在測量邊坡位移增量過程中的應用也越來越廣泛,我們所提到的兩種測量方式都可以很好的觀測到邊坡位移的變化情況,從而及時預防邊坡可能出現的事故,確保其穩定性。
四、 近景數字攝影測量技術系統功能
近景數字攝影測量技術的主要模塊包括:相機檢校、工程管理、空三匹配、控制點量測、整體平差、加密匹配、生成點云、立體編輯、DEM編輯、測區拼接、測區整體平差、DEM比較等。各模塊在礦邊坡位移增量的測量中都起著非常重要的作用,如:空三匹配主要是匹配加密點,整體平差主要是利用自檢校光束法平差同時解算影像內、外方位元素和加密點的物方位坐標等。
五、 結語
高陡邊坡的穩定性問題嚴重威脅著礦山的安全生產以及技術經濟效益,因此,加強礦邊坡穩定性的監測具有非常重要的意義和價值。近景數字攝影測量技術是攝影測量技術發展至今的最高階段,也是礦邊坡位移增量測量中使用最為廣泛的一種測量技術。隨著今后露天礦開采的增多,近景數字攝影測量技術在礦邊坡位移增量測量中也將得到進一步的應用。
參考文獻:
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作者簡介:于詩深(1984- ),男,遼寧莊河人,測量助理工程師, 2007年畢業于遼寧工程技術大學測繪工程專業,工學學士,現在內蒙古霍林河露天煤業股份有限公司地質勘探公司從事礦山測量工作。身份證號碼:210283198410272218;