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【關(guān)鍵詞】測(cè)繪工作;遙感測(cè)繪;應(yīng)用
1 遙感技術(shù)發(fā)展概況
從20世紀(jì)50年代開始,遙感技術(shù)就已經(jīng)步入人們的視野,第一顆由蘇聯(lián)發(fā)射的人造地球衛(wèi)星就是憑借遙感技術(shù)而取得成功。截止到目前,遙感技術(shù)已譜寫了半個(gè)世紀(jì)的篇章,縱觀今天的遙感技術(shù),已經(jīng)不再應(yīng)用于人造地球衛(wèi)星領(lǐng)域,多種應(yīng)用在航天飛機(jī)衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)、發(fā)射、檢測(cè)以及環(huán)境方面的遙感技術(shù)提供更為客觀、真實(shí)的數(shù)據(jù)。現(xiàn)階段,我國(guó)測(cè)繪工作具體涵蓋資源測(cè)繪、地質(zhì)勘測(cè)以及環(huán)境檢測(cè)等方面,由于遙感技術(shù)的顯著性效果,在此行業(yè)中被普遍應(yīng)用。
所謂的遙感技術(shù),主要是指利用相關(guān)設(shè)備對(duì)遙遠(yuǎn)的事物進(jìn)行監(jiān)測(cè),從而獲取信息及感知的有效方式。其中,傳感器這項(xiàng)裝備可以說是遙感技術(shù)最為關(guān)鍵的設(shè)備。利用傳感器自身的傳播性能,遙感技術(shù)感知附近及地面事物,在經(jīng)過確定及篩選之后,獲得有用的數(shù)據(jù),同時(shí)再將這些信息與數(shù)據(jù)利用傳感器傳遞到地面,采用分析法與計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的比較,最終得出較為全面、客觀的信息。此外,遙感技術(shù)滲透了計(jì)算機(jī)科學(xué)、地球科學(xué)、測(cè)繪科學(xué)及地球科學(xué)等學(xué)科知識(shí),結(jié)合了各個(gè)學(xué)科的優(yōu)點(diǎn),整合而成的一項(xiàng)高端、先進(jìn)而又精確測(cè)繪技術(shù)。
遙感技術(shù)具有獲取數(shù)據(jù)資料范圍大、獲取信息的速度快,周期短、獲取信息受條件限制少、獲取信息的手段多,信息量大等特點(diǎn)。航空遙感具有技術(shù)成熟、成像比例尺大、地面分辨率高、適于大面積地形測(cè)繪和小面積詳查以及不需要復(fù)雜的地面處理設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是飛行高度、續(xù)航能力、姿態(tài)控制、全天候作業(yè)能力以及大范圍的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)能力較差。但作為一種探測(cè)和研究地球資源與環(huán)境的手段,仍是方興未艾、不可取代的。
2 測(cè)繪工作中遙感技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析
2.1 測(cè)繪遙感應(yīng)用不夠廣泛
在我國(guó),在所有的測(cè)繪工程項(xiàng)目中,遙感技術(shù)是完成任務(wù)目標(biāo)的必備手段,可見,具有十分廣闊的發(fā)展前景,技術(shù)的水平與領(lǐng)域也隨之不斷延伸。然而,由于人們習(xí)慣和觀念,對(duì)遙感技術(shù)存在一定陌生感,導(dǎo)致其推廣受限。
2.2 遙感工作資金造價(jià)高
在實(shí)際工作當(dāng)中,有些測(cè)繪項(xiàng)目因?yàn)檫b感技術(shù)價(jià)格高等問題望而怯步,隨著近幾年來計(jì)算機(jī)技術(shù)以及遙感技術(shù)的快速發(fā)展,促成遙感技術(shù)由最開始的理論層面正式步入實(shí)質(zhì)階段,其具體的環(huán)境資源、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、地質(zhì)勘探以及地理測(cè)繪方面的檢測(cè)功能逐漸明顯。但是,仍然遙感技術(shù)造價(jià)高、花費(fèi)大等特點(diǎn)仍然制約了其發(fā)展。此外,在我國(guó),遙感技術(shù)主要應(yīng)用在一些重點(diǎn)研發(fā)的科研項(xiàng)目上,譬如說資源勘探、環(huán)境污染以及地址災(zāi)害等方面,而用于煤礦開采或工程地址檢測(cè)方面的則少之又少。
2.3 遙感信息源空間分辨率較低,應(yīng)用水平較低
遙感技術(shù)在環(huán)境污染檢測(cè)以及地質(zhì)災(zāi)害勘測(cè)方面的優(yōu)勢(shì)將會(huì)促進(jìn)我國(guó)環(huán)境保護(hù)失業(yè)用戶地質(zhì)災(zāi)害研究事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,所以,從某種方面來看,提高遙感技術(shù)信息員的空間分比率,在測(cè)量水平、覆蓋范圍、以及信息數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性方面有著不容忽視的作用。
3 完善遙感技術(shù)在測(cè)繪工作中應(yīng)用的策略及其具體做法
隨著時(shí)展,遙感技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于各個(gè)測(cè)繪工程項(xiàng)目中,遙感信息技術(shù)的漏洞與不足也愈加明顯,而完善遙感技術(shù)手段、加強(qiáng)其宣傳力度以及提高技術(shù)水平可以說是普及遙感技術(shù)的主要方式。
3.1 遙感技術(shù)在測(cè)繪工作中的應(yīng)用
現(xiàn)階段,遙感技術(shù)在我國(guó)測(cè)繪工程項(xiàng)目中應(yīng)用較為廣泛,因?yàn)檫b感技術(shù)相比傳統(tǒng)的測(cè)繪工具,其優(yōu)勢(shì)更為明顯,避免了很多容易出現(xiàn)的測(cè)繪漏洞。
3.1.1 跟傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)相比,遙感技術(shù)發(fā)生人為干預(yù)的情況較少,可以客觀、全面的將監(jiān)測(cè)區(qū)域的情況反映出來。而若是采用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行測(cè)量,極容易出現(xiàn)誤差偏大或誤差累積等現(xiàn)象。而不得不說,遙感技術(shù)的測(cè)量數(shù)據(jù)比較真實(shí)、準(zhǔn)確。譬如說:在礦區(qū)資源的定位和監(jiān)測(cè)上,可以通過遙感技術(shù)來確定煤礦資源的具置,避免以為內(nèi)不科學(xué)開采威脅生命或資源浪費(fèi)等問題。
3.1.2 與傳統(tǒng)的測(cè)繪方式不同,遙感技術(shù)能夠動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)、全方位、全天候的進(jìn)行工作,這可以說是遙感技術(shù)最為顯著的特點(diǎn),它以全球定位系統(tǒng)作為后盾與支撐,在完成空間定位與導(dǎo)航工作之后,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)區(qū)域的實(shí)際情況。
3.1.3 遙感技術(shù)發(fā)展至如今,應(yīng)用范圍已經(jīng)極為廣闊,它可以迅速了解所在區(qū)域的地質(zhì)特點(diǎn)、資源所在地以及地理情況,從而獲取全面、精確的數(shù)據(jù)。
3.2 加強(qiáng)對(duì)遙感技術(shù)深度研究,拓展應(yīng)用領(lǐng)域
可以說,在地質(zhì)調(diào)查這項(xiàng)工作中,應(yīng)用遙感技術(shù)不僅是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的急迫需要與客觀要求,從事物本身出發(fā)來看,也是十分必要的。就我國(guó)目前的發(fā)展態(tài)勢(shì)來講,遙感技術(shù)的發(fā)展前景極為廣闊,應(yīng)進(jìn)一步以研究遙感技術(shù)為出發(fā),提高其精度、準(zhǔn)確度以及宣傳力度。首先,加大資金的投入力度可以說也為遙感技術(shù)的深入研究工作做出了貢獻(xiàn)。我國(guó)必須以進(jìn)一步開發(fā)遙感技術(shù)為核心,以強(qiáng)國(guó)為目標(biāo)從而不懈努力。除此之外,我國(guó)還需提高思想認(rèn)識(shí)與觀念意識(shí),增加遙感技術(shù)的覆蓋范圍,加大資金扶持力度,解決當(dāng)前各大測(cè)繪工程項(xiàng)目應(yīng)用遙感技術(shù)而遭遇的一些難以解決的問題,拓展其技術(shù)領(lǐng)域。其次,相關(guān)部門也應(yīng)重視起來,加強(qiáng)對(duì)遙感技術(shù)的推動(dòng)、深入研發(fā)與鼓勵(lì),可制定一系列優(yōu)惠政策來促進(jìn)遙感技術(shù)的應(yīng)用及普及。
3.3 大力推廣遙感技術(shù),加大遙感技術(shù)普及力度
只有在大力推廣工作中,才能充分的顯示遙感技術(shù)對(duì)測(cè)繪工作的適應(yīng)力與優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)階段,不少應(yīng)用遙感技術(shù)的測(cè)繪工程項(xiàng)目已經(jīng)發(fā)現(xiàn)遙感技術(shù)高超的環(huán)境適應(yīng)力以及技術(shù)優(yōu)勢(shì),譬如誰:能夠勘測(cè)不同地形,實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害、氣象災(zāi)害以及火災(zāi)等的全程監(jiān)測(cè),獲取真實(shí)的數(shù)據(jù),為建立災(zāi)害防御制度以及我國(guó)災(zāi)害研究做出了巨大的貢獻(xiàn),適合監(jiān)測(cè)不同地形,可實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害、氣象災(zāi)害以及火災(zāi)的全程監(jiān)測(cè),從而獲取有效的數(shù)據(jù)信息,為建立災(zāi)害防御制度以及我國(guó)災(zāi)害研究做出了巨大貢獻(xiàn),所以,增加遙感技術(shù)的覆蓋面積以及普及程度勢(shì)在必行。
3.3.1 利用遙感技術(shù)來降低項(xiàng)目工程的測(cè)繪造價(jià),實(shí)現(xiàn)遙感技術(shù)在各行各業(yè)的實(shí)用度。只有降低資金成本,讓更多和項(xiàng)目去接受,而不是目前集中在幾個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目上。
3.3.2 提高遙感技術(shù)的空間分辨率也將有利于遙感技術(shù)的普及。早期遙感技術(shù)受分辨率限制,較多應(yīng)用于宏觀的檢測(cè),而當(dāng)前由于新工作思路的拓展,遙感技術(shù)與地質(zhì)的符合程度越來越高,受距離的限制也越來越小。但是相關(guān)人員在改善工作思路,加大遙感技術(shù)地質(zhì)檢測(cè)水平上還需進(jìn)一步努力。
4 結(jié)束語
總之,在當(dāng)今的測(cè)繪工作中,應(yīng)用遙感技術(shù)已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)的普及與科技的進(jìn)步,遙感技術(shù)的覆蓋范圍將會(huì)大大增加,實(shí)現(xiàn)遙感工程司、災(zāi)害、氣象、地質(zhì)遺跡環(huán)境資源監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目,拓展遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍,讓其充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì),在災(zāi)害預(yù)防、社會(huì)發(fā)展以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)上做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】煤礦測(cè)量;地面測(cè)量;井下測(cè)量;工作流程;測(cè)量精度
煤礦測(cè)量的主要任務(wù)是在煤礦勘探、設(shè)計(jì)、開發(fā)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的各個(gè)階段進(jìn)行測(cè)量,對(duì)礦區(qū)地表面的地形進(jìn)行測(cè)繪,對(duì)地下的巷道布置和采掘方向測(cè)量定向,為煤礦設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)提供依據(jù)。煤礦測(cè)量包括地面測(cè)量和井下測(cè)量?jī)刹糠?。煤礦地面測(cè)量與常規(guī)測(cè)量方法相同,控制測(cè)量一般使用靜態(tài)GNSS測(cè)量或GPS(CORS) RTK方法;地形圖碎部測(cè)量多使用全野外數(shù)字化測(cè)圖方法,使用GPS RTK結(jié)合全站儀進(jìn)行測(cè)量 ;由于免棱鏡全站儀或地面三維激光掃描儀可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離非接觸測(cè)量,對(duì)于測(cè)量人員難及區(qū)域及危險(xiǎn)區(qū)域有較大的優(yōu)勢(shì);礦區(qū)地面沉降監(jiān)測(cè)一般使用S05型號(hào)的高精度電子水準(zhǔn)儀按照二等水準(zhǔn)精度要求測(cè)量。受觀測(cè)環(huán)境影響,GNSS技術(shù)無法在井下測(cè)量中應(yīng)用,井下控制測(cè)量一般采用全站儀導(dǎo)線方法;受到累積誤差影響,很多時(shí)候需要加測(cè)陀螺邊。可以看出,在煤礦測(cè)量中,對(duì)于不同的工作,需要有針對(duì)性的采用不同的測(cè)量方法,在滿足測(cè)量精度要求的情況下,選用合適的測(cè)量方法,可以提高測(cè)量工作效率,節(jié)省大量的人力物力。
1 煤礦地面測(cè)量工作
1.1 控制測(cè)量
1.1.1 平面控制網(wǎng)布設(shè)要求
煤礦地面控制網(wǎng)是煤礦測(cè)量的基礎(chǔ)和依據(jù),要統(tǒng)一規(guī)劃、綜合考慮:從當(dāng)前需要和長(zhǎng)遠(yuǎn)要求兩方面決定控制點(diǎn)的精度和點(diǎn)的密度;充分顧及煤礦的地質(zhì)和開采情況,使主要控制點(diǎn)盡可能長(zhǎng)期保存。由于采用國(guó)家坐標(biāo)系很多時(shí)候無法滿足投影長(zhǎng)度變形值不大于2.5cm/km(即1/40000)的要求,需要建立獨(dú)立坐標(biāo)系。獨(dú)立坐標(biāo)系的建立方法如下:
(1)采用選取礦區(qū)中央子午線的方法,建立獨(dú)立坐標(biāo)系;
(2)采用選取礦區(qū)抵償高程面的方法,建立獨(dú)立坐標(biāo)系;
(3)以上方法無法滿足投影變形要求時(shí),采用綜合選取礦區(qū)中央子午線和抵償高程面的方法,建立獨(dú)立坐標(biāo)系。
1.1.2 工程實(shí)例
某煤礦測(cè)區(qū)范圍約10平方千米,工期緊任務(wù)重,使用靜態(tài)GNSS測(cè)量方法布設(shè)E級(jí)控制網(wǎng)作為首級(jí)控制網(wǎng)。
(1)設(shè)計(jì)依據(jù):
設(shè)計(jì)主要依據(jù)《工程測(cè)量規(guī)范》(GB50026 2007)、《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范》(GB/T18314-2009)。
(2)控制網(wǎng)網(wǎng)型布設(shè)及測(cè)量精度
控制網(wǎng)共28個(gè)點(diǎn)使用邊連式方法布網(wǎng)(如圖 1所示),其中聯(lián)測(cè)已知控制點(diǎn)3個(gè),采用 5臺(tái)GNSS接收機(jī)、按照E級(jí)GNSS控制網(wǎng)要求觀測(cè),控制網(wǎng)的平均邊長(zhǎng)、點(diǎn)位中誤差、最弱邊相對(duì)中誤差應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范及技術(shù)設(shè)計(jì)的要求。
(3)控制網(wǎng)選點(diǎn)、埋石
GPS點(diǎn)位選擇方便,圖形結(jié)構(gòu)靈活,但考慮GPS 測(cè)量的特殊性,并顧及后續(xù)測(cè)量,選點(diǎn)時(shí)應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面:
①站點(diǎn)之間最好通視;
②點(diǎn)周圍高度角15°以上不要有障礙物;
③點(diǎn)位盡量避開高壓電線、大功率無線電發(fā)射源;
④點(diǎn)位應(yīng)選在交通方便、視野開闊、易于保存、有利擴(kuò)展的地方;
⑤選點(diǎn)結(jié)束后,現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土樁作標(biāo)石,并認(rèn)真記錄。
(4)GNSS控制網(wǎng)外業(yè)觀測(cè)方法及要求
根據(jù)GNSS作業(yè)調(diào)度表采取靜態(tài)相對(duì)定位法進(jìn)行觀測(cè)。觀測(cè)時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范要求,各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)見表1。
圖1E級(jí)GPS控制網(wǎng)控制點(diǎn)分布及網(wǎng)型布設(shè)圖
表1GPS 測(cè)量外業(yè)觀測(cè)技術(shù)參數(shù)
技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目 要求 技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目 要求
幾何圖形強(qiáng)度因子 ≤6 衛(wèi)星高度角/° ≥15
數(shù)據(jù)采樣率/s 20 平均設(shè)站率 ≥1.6
有效衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)/顆 ≥4 時(shí)間段長(zhǎng)度/min ≥40
(5)GNSS測(cè)量的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理
GNSS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理為基線解算和網(wǎng)平差2個(gè)階段。解算前對(duì)原始觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,剔除觀測(cè)質(zhì)量不好的數(shù)據(jù),對(duì)不理想的解算成果采用改變衛(wèi)星高度角、刪除觀測(cè)值殘差比較大的時(shí)段、選取不同的參考衛(wèi)星等方法進(jìn)行干預(yù),并重新解算。三維無約束平差的目的是檢查基線向量的內(nèi)符合精度、系統(tǒng)誤差和粗差,評(píng)定GPS控制網(wǎng)的內(nèi)符合精度,選擇控制網(wǎng)中間區(qū)域控制點(diǎn)的WGS84坐標(biāo)為起算數(shù)據(jù),進(jìn)行三維無約束平差,并進(jìn)行精度統(tǒng)計(jì)。最后使用3個(gè)已知控制點(diǎn)進(jìn)行約束平差,經(jīng)統(tǒng)計(jì),最弱邊相對(duì)精度為1/108000,最弱點(diǎn)位中誤差為±0.8cm,均滿足《工程測(cè)量規(guī)范》、《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范》的要求。
1.2 全野外數(shù)字化測(cè)圖
在煤礦的勘查設(shè)計(jì)階段需要大比例尺地形圖。目前大面積大比例尺地形圖可采用航空攝影測(cè)量,該方法測(cè)量效率高,成本低;但大部分煤礦范圍較小,對(duì)于小范圍區(qū)域,一般使用作業(yè)時(shí)間更加靈活、作業(yè)方式多樣的全野外數(shù)字測(cè)圖方法。
目前全野外數(shù)字化測(cè)圖一般使用GPS RTK與全站儀結(jié)合的方法。對(duì)于滿足GPS RTK的區(qū)域,可以直接使用GPS RTK進(jìn)行測(cè)量;不能滿足GPS RTK測(cè)量要求的區(qū)域,可以使用GPS RTK布設(shè)圖根點(diǎn),使用全站儀進(jìn)行測(cè)量,為了便于全站儀測(cè)量,RTK布設(shè)的圖根點(diǎn)一般以控制點(diǎn)對(duì)的形式出現(xiàn);經(jīng)過內(nèi)業(yè)成圖,質(zhì)量檢查后最終得到大比例尺地形圖。
使用GPS RTK進(jìn)行測(cè)量時(shí),由于測(cè)量精度隨著流動(dòng)站到基準(zhǔn)站距離的增大而降低,需要控制RTK的作業(yè)半徑。另外由于RTK的置信度達(dá)不到100%,可能存在粗差,需要測(cè)量已知點(diǎn),進(jìn)行精度檢核,保證成果可靠,滿足精度要求。
使用全站儀進(jìn)行碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集時(shí),應(yīng)嚴(yán)格注意輸入測(cè)站點(diǎn)與后視點(diǎn)。外業(yè)測(cè)量時(shí),應(yīng)詳細(xì)記清測(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)、點(diǎn)的屬性、連線關(guān)系。全站儀測(cè)距精度較高,但在野外測(cè)量時(shí),不能盲目擴(kuò)大測(cè)程及測(cè)站的覆蓋范圍,由于測(cè)角誤差不可避免,因此應(yīng)嚴(yán)格注意儀器的對(duì)中、整平、后視瞄準(zhǔn)的精度。數(shù)字化測(cè)圖等高線的勾繪完全取決于野外的測(cè)點(diǎn),在地貌測(cè)繪時(shí),立尺員應(yīng)合理選擇地貌特征點(diǎn),并認(rèn)真觀察地形,復(fù)雜地區(qū)應(yīng)簡(jiǎn)單繪制地形草圖,以便勾繪的等高線更加符合測(cè)區(qū)情況。
工程實(shí)踐表明,只要采取嚴(yán)格的質(zhì)量控制,GPS RTK可以達(dá)到厘米級(jí)精度,平面精度可以優(yōu)于±2cm,高程精度可以優(yōu)于±5cm;作為傳統(tǒng)測(cè)繪儀器,全站儀精度穩(wěn)定可靠。GPS RTK與全站儀結(jié)合,滿足全野外數(shù)字化測(cè)圖精度要求。
1.3 地面三維激光掃描測(cè)量
地面三維激光掃描技術(shù)的工作原理,即由三維激光掃描儀內(nèi)部的一個(gè)發(fā)射體發(fā)射激光脈沖,再通過兩塊反光鏡有序快速旋轉(zhuǎn),把由發(fā)射體發(fā)射的窄束激光脈沖按一定次序掃過目標(biāo)區(qū)域。通過測(cè)量每束激光從發(fā)射到物體表面反射回儀器的時(shí)間計(jì)算相關(guān)距離,并且編碼器還會(huì)測(cè)量脈沖的相關(guān)角度,最終得到目標(biāo)的真實(shí)三維坐標(biāo)。
地面三維激光掃描的主要工作流程包括:前期規(guī)劃設(shè)計(jì)、野外掃描工作、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、質(zhì)量檢查等步驟。前期規(guī)劃設(shè)計(jì)主要完成現(xiàn)場(chǎng)踏勘、控制點(diǎn)及掃描站點(diǎn)布設(shè)等工作;根據(jù)地形特點(diǎn),確定掃描分辨率,保證獲取的數(shù)據(jù)既不缺失,又不過度冗余,每測(cè)站掃描結(jié)束后現(xiàn)場(chǎng)檢查數(shù)據(jù),判斷是否有遺漏掃描區(qū)域,檢查標(biāo)靶的采樣率是否符合要求,檢查無誤后對(duì)每一測(cè)站的掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行命名,包括測(cè)站名稱、掃描順序等,然后保存;內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理包括點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波、平滑、不同站點(diǎn)間數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)及融合及地形地物提取繪制工作;完成后,需要使用傳統(tǒng)測(cè)量方法對(duì)掃描結(jié)果進(jìn)行精度檢查。
使用全站儀等常規(guī)測(cè)量方法檢查,以全站儀測(cè)量數(shù)據(jù)為真值,計(jì)算地面三維激光掃描的測(cè)量精度,平面中誤差為±4.2cm,高程中誤差為±6.1cm。地面三維激光掃描儀采用“面式”測(cè)量方法,精度較高,且測(cè)量速度快,勞動(dòng)強(qiáng)度低,無需接觸即可進(jìn)行測(cè)量,在難及區(qū)域及地形復(fù)雜區(qū)域的地形測(cè)量項(xiàng)目中,具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
1.4 高精度水準(zhǔn)測(cè)量
在進(jìn)行煤礦礦區(qū)采煤塌陷監(jiān)測(cè)時(shí),一般使用高精度電子水準(zhǔn)儀(S05)按照二等水準(zhǔn)測(cè)量要求進(jìn)行觀測(cè)。基準(zhǔn)點(diǎn)需要布設(shè)在變形范圍以外的區(qū)域;為了測(cè)量方便,工作基點(diǎn)一般布設(shè)在測(cè)區(qū)附近;監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般垂直于工作面或巷道布設(shè)。測(cè)量時(shí)需要嚴(yán)格執(zhí)行《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》(GB12897-2006)。進(jìn)行二等水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)需要注意檢查i角。項(xiàng)目開始前、測(cè)量中、結(jié)束后均需檢查電子水準(zhǔn)儀的i角,并盡量控制前后視距相等,減弱儀器i角對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量精度的影響,保證成果的可靠性。
進(jìn)行高等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量時(shí),應(yīng)注意以下問題:
(1)觀測(cè)前30min,應(yīng)將儀器置于露天陰影下,使儀器與外界氣溫趨于一致,設(shè)站時(shí),應(yīng)用測(cè)傘遮蔽陽(yáng)光。
(2)每一測(cè)段的往測(cè)與返測(cè),其測(cè)站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)。由往測(cè)轉(zhuǎn)向返測(cè)時(shí),兩支標(biāo)尺應(yīng)互換位置,并應(yīng)重新整置儀器。
(3)對(duì)于數(shù)字水準(zhǔn)儀,應(yīng)避免望遠(yuǎn)鏡直接對(duì)著太陽(yáng);盡量避免視線被遮擋,遮擋不要超過標(biāo)尺在望遠(yuǎn)鏡中截長(zhǎng)的20%;儀器只能在廠方規(guī)定的溫度范圍工作;確信震動(dòng)源造成的震動(dòng)消失后,才能啟動(dòng)測(cè)量鍵。
眾所周知,S05型電子水準(zhǔn)儀測(cè)量精度高,觀測(cè)結(jié)果穩(wěn)定可靠,完全可以滿足煤礦礦區(qū)塌陷監(jiān)測(cè)精度要求。
2 煤礦井下測(cè)量工作
2.1 全站儀井下導(dǎo)線測(cè)量
煤礦井下貫通測(cè)量多使用全站儀導(dǎo)線的方法。以某煤礦巷道貫通為例,介紹全站儀導(dǎo)線的精度及質(zhì)量控制方法。
2.1.1煤礦井下貫通測(cè)量方案介紹
巷道貫通工程屬一井貫通,巷道沿煤層底板掘進(jìn),井下控制測(cè)量按15″級(jí)導(dǎo)線的精度要求施測(cè),測(cè)量?jī)x器選用尼康452防爆全站儀。其中角度測(cè)回差不大于12″,邊長(zhǎng)一測(cè)回內(nèi)讀數(shù)較差不大于10mm,單程測(cè)回間較差不大于15mm,往測(cè)和返測(cè)邊長(zhǎng)水平距離的互差不大于邊長(zhǎng)的1/6000。
2.1.2全站儀貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)
井下導(dǎo)線測(cè)角中誤差為±15″,全站儀測(cè)距標(biāo)稱精度為±(2mm+2ppm)mm,全站儀測(cè)角中誤差為±2″。本貫通誤差預(yù)計(jì)重點(diǎn)考慮貫通點(diǎn)K在水平重要方向X′軸上的誤差預(yù)計(jì)。根據(jù)誤差傳播定律,水平方向上的誤差主要由導(dǎo)線的測(cè)角誤差和測(cè)距誤差引起的。由誤差預(yù)計(jì)結(jié)果得出:貫通點(diǎn)K在水平重要方向上的預(yù)計(jì)誤差為0.158 m,小于規(guī)定的允許偏差0.3m;由此可見,根據(jù)±15″精度井下導(dǎo)線網(wǎng),使用測(cè)角精度2″、測(cè)距精度±(2mm+2ppm)mm的全站儀可以滿足貫通測(cè)量要求。
2.1.3 貫通測(cè)量的精度
本開拓工程成功實(shí)現(xiàn)了貫通,經(jīng)實(shí)測(cè)縱坐標(biāo)閉合差為0.105m,橫坐標(biāo)閉合差為0.176m,遠(yuǎn)小于相關(guān)規(guī)范及技術(shù)設(shè)計(jì)要求,精度可靠。
2.2 陀螺儀全站儀定向
陀螺全站儀是將陀螺儀和全站儀結(jié)合在一起的儀器,采用陀螺尋北本體與全站儀共同配合來測(cè)定任意測(cè)線的陀螺方位角。陀螺儀可以通過慣性技術(shù)測(cè)量敏感地球自轉(zhuǎn)角速度的水平分量獲得地球的北向信息。
陀螺全站儀定向采用中天法進(jìn)行觀測(cè),定向程序?yàn)椋海?)先在地面任意點(diǎn)上測(cè)定儀器當(dāng)?shù)氐谋壤?shù)C值。觀測(cè)6個(gè)測(cè)回,計(jì)算出3個(gè)C值,取平均值作為當(dāng)?shù)乇緝x器C值,在一定時(shí)期內(nèi),50km范圍內(nèi)可以使用同一C值;(2)在地面已知邊上觀測(cè)3個(gè)測(cè)回,計(jì)算儀器常數(shù);(3)在井下待定邊上用2測(cè)回測(cè)量陀螺方位角;(4)返回地面后,在原已知邊上采用3測(cè)回測(cè)量陀螺方位角,再求得三個(gè)儀器常數(shù)。根據(jù)以上測(cè)量成果來檢驗(yàn)儀器的穩(wěn)定性和測(cè)量的精度,確保陀螺定向成果的可靠性和精度。
目前陀螺儀精度較高,精度可以優(yōu)于20″,在井下測(cè)量中加測(cè)陀螺邊,可以提高井下導(dǎo)線測(cè)量的可靠程度。
3 結(jié)束語
煤礦測(cè)量工作涉及地面測(cè)量及井下測(cè)量?jī)刹糠帧F渲械孛鏈y(cè)量常用GNSS控制測(cè)量、全野外數(shù)字化測(cè)圖、地面三維激光掃描測(cè)量、高精度水準(zhǔn)測(cè)量等方法,井下測(cè)量常用全站儀導(dǎo)線測(cè)量、陀螺定向等方法。井上測(cè)量項(xiàng)目中,在國(guó)家坐標(biāo)系無法滿足精度要求情況下,可以建立獨(dú)立坐標(biāo)系,選點(diǎn)、埋石及網(wǎng)型設(shè)計(jì)必須遵循《工程測(cè)量規(guī)范》及《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范》的要求,平差后需要進(jìn)行進(jìn)度統(tǒng)計(jì),檢查能否滿足技術(shù)設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范的要求;全野外數(shù)字化測(cè)圖一般使用GPS RTK與全站儀相結(jié)合的方法,GPS RTK測(cè)量時(shí),需要采取必要的質(zhì)量控制措施并做好精度檢查統(tǒng)計(jì);地面三維激光掃描可以快速的獲取海量的點(diǎn)云數(shù)據(jù),經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后可以進(jìn)行三維建模,成果直觀形象;在煤礦塌陷觀測(cè)時(shí),一般使用S05型號(hào)高精度電子水準(zhǔn)儀,測(cè)量時(shí)需要嚴(yán)格執(zhí)行《家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定,且需注意儀器i角、測(cè)站等問題。井下測(cè)量時(shí),井下貫通測(cè)量前需要根據(jù)導(dǎo)線長(zhǎng)度及儀器的精度,進(jìn)行貫通誤差預(yù)計(jì),貫通后需要進(jìn)行精度檢查,驗(yàn)證精度預(yù)計(jì)的結(jié)果;使用陀螺儀定向,加測(cè)陀螺邊,可以提高井下導(dǎo)線測(cè)量的可靠程度。工程實(shí)踐證明,只要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范要求,做好質(zhì)量控制,落實(shí)檢查制度,以上方法完全可以滿足煤礦測(cè)量工作的精度要求。
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關(guān)鍵詞:工程測(cè)量學(xué);貫通測(cè)量;誤差預(yù)計(jì);陀螺邊
中圖分類號(hào):TD175.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Abstract: The coal mining will inevitably involve through projects,through engineering high precision and the most common approach to improve the accuracy is to add survey the top side.The precision of the edge of gyro directly decide the accuracy of the wire.At present,the gyro theodolite can not only be used to direct azimuth,but also to address the accumulation of accidental errors of the underground conductor wire,to improve the strength and accuracy of the downhole control. In particular, additional surveying a gyro side, the differences affect the postion accuracy, and thus there is the subject of the best position to select additional surveying gyro edge. In addition, the location of the encounter point also have a certain influence on the accuracy,so to find the location of the best encounter is also a great improvement of the accuracy.The first part of article discusses the ideal situation that the underground conductor regard as a straight wire.In the last of one , this article takes examples that prediction of the breakthrough error in Xing Fu coal mine ventilating shaft., discussing the best position of an additional gyro-side with the use of mathematical searching method andorientation of gyro-theodolite,comparing with the design of A and B to come to a conclusion.
Key words: breakthrough survey; error prediction; gyro-side; gyro orientation
0引言
貫通測(cè)量對(duì)采礦生產(chǎn)起著尤為重要的作用,必須采取有效措施保證其測(cè)量精度。導(dǎo)線中加測(cè)陀螺定向邊可以減少終點(diǎn)的橫向誤差。陀螺定向邊加在什么位置,從而取得最優(yōu)的成果,是本文要闡述的問題。
1 阜礦集團(tuán)興阜煤礦貫通誤差預(yù)計(jì)
1.1 兩井貫通概況
本文介紹興阜煤礦南風(fēng)井到提升斜井井下貫通工程的概況,由于井內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,以混合抽出式通風(fēng)作為通風(fēng)方式,并采取兩井同時(shí)以全斷面相向掘進(jìn)的施工方法。
貫通導(dǎo)線示意圖如圖1:
圖1兩井貫通示意圖
1.2貫通相遇點(diǎn)的最佳位置[4]
最佳貫通位置處的坐標(biāo)系為圖紙坐標(biāo)系,即圖紙左下角,橫、豎軸分別為y、x坐標(biāo),、為地面和井下導(dǎo)線總個(gè)數(shù)。 地面導(dǎo)線頂點(diǎn)的重心在軸上投影[5] =544m
井下導(dǎo)線頂點(diǎn)的重心在軸上投影=344m
=75.69+116=119.69m
最后求得最佳貫通相遇點(diǎn)418.134m,即圖上導(dǎo)線25-26邊上一點(diǎn)。如圖2:
圖2最佳貫通位置示意圖
2 興阜煤礦改造風(fēng)井通方案設(shè)計(jì)
確定最佳貫通相遇點(diǎn)后,本文設(shè)計(jì)A、B兩套方案,A方案僅在風(fēng)井處加測(cè)定向邊,B方案還在風(fēng)井與貫通點(diǎn)之間的最佳位置處加測(cè)一條陀螺邊?;舅枷霝椋簝商追桨冈诰辖c(diǎn)布設(shè)、平面聯(lián)系測(cè)量中采用相同的方法,只是在井下導(dǎo)線測(cè)量中采用二種不同的方法。各項(xiàng)測(cè)量的誤差參數(shù)均根據(jù)《煤礦測(cè)量規(guī)程》中的限差規(guī)定反算求得。
2.1 A設(shè)計(jì)方案與誤差預(yù)計(jì)
2.1.1近井點(diǎn)布設(shè)
采用GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)地面控制點(diǎn),選用E級(jí)精度測(cè)設(shè)兩井口附近的近井點(diǎn)A、B,為保證GPS網(wǎng)圖形精度,至少應(yīng)以兩個(gè)高級(jí)點(diǎn)為基礎(chǔ),保證精度的前提下根據(jù)本礦區(qū)實(shí)際情況,聯(lián)測(cè)兩個(gè)高等級(jí)控制點(diǎn),采用邊連接的形式。GPS網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)主要取決于用戶的要求,經(jīng)費(fèi),時(shí)間,人力以及所投入接收機(jī)的類型、數(shù)量和后勤保障條件等【2】【3】。
誤差估算如下:
(1)
其中,—固定誤差;b—比例誤差系數(shù);s —A、B兩點(diǎn)距離;—近井點(diǎn)A和B之間的邊長(zhǎng)中誤差 。
(2)
其中,—S邊與貫通重
要方向x'之間夾角。
2.1.2井下導(dǎo)線布設(shè)
采用索佳SRX2型全站儀測(cè)角量邊,標(biāo)稱精度測(cè)角,單棱鏡精度。要求施測(cè)按《煤礦測(cè)量規(guī)程》有關(guān)規(guī)定,一般邊長(zhǎng)160m,各角度獨(dú)立測(cè)量?jī)纱巍?/p>
(1)測(cè)角誤差(角度獨(dú)立測(cè)量?jī)纱?:
(3)
—井下測(cè)角中誤差;
—K點(diǎn)與各導(dǎo)線點(diǎn)連線在軸上的投影長(zhǎng)度,可以直接從誤差預(yù)計(jì)圖2上量取,其值見表1。
圖2最佳貫通位置示意圖
表1 投影長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)表
(2)量邊誤差:
(4)—井下光電測(cè)距的量邊誤差,一般按儀器廠家給定的計(jì)算公
式確定;—導(dǎo)線各邊與軸的夾角,其值見表2。
表2 夾角COS值統(tǒng)計(jì)表
(3)井下導(dǎo)線總誤差:
(5)
水平重要方向上的誤差預(yù)計(jì)。
a地面采用GPS測(cè)量誤差引起K點(diǎn)在x'方
向上的誤差
(6)
(7)
其中a、b含義 同(1)式;—兩近井點(diǎn)連線S與貫通重要方向 軸之間的夾角。
b定向誤差引起K點(diǎn)在方向上的誤差:
改造風(fēng)井陀螺定向的誤差所引起K點(diǎn)的誤差:
(8)
—井下導(dǎo)線起始點(diǎn)與K點(diǎn)連線在y'方向上的投影長(zhǎng)度,可由預(yù)計(jì)圖上直接
量得分別代入公式(7)得:
(9)
c井下導(dǎo)線測(cè)量誤差引起的K點(diǎn)在方向上的誤差為:
d貫通相遇點(diǎn)K點(diǎn)在方向上的總中誤差為:
K點(diǎn)在方向上的誤差預(yù)計(jì)為:
2.2B設(shè)計(jì)方案與誤差預(yù)計(jì)
由于實(shí)例中導(dǎo)線走向復(fù)雜,邊長(zhǎng)長(zhǎng)度不一,不能適用前文所推導(dǎo)的加測(cè)陀螺邊最佳位置公式。此方案與A方案的不同之處在于: 此方案隨意加測(cè)一條陀螺定向邊,其他條件
都相同,不做贅述,只說明井下導(dǎo)線布設(shè)情況。B方案貫通重要方向上總誤差預(yù)計(jì):
(10)
由于在風(fēng)井和貫通點(diǎn)之間加測(cè)了一條陀螺定向邊,將這段導(dǎo)線分成兩段,則導(dǎo)線邊i之前的重心為,B方案不同于A地方在于:
(11)
貫通相遇點(diǎn)K點(diǎn)在方向上的總中誤差為:
(12)
—井下導(dǎo)線測(cè)角誤差; —井下陀螺邊定向誤差;
—井下測(cè)角中誤差;—各段導(dǎo)線點(diǎn)至本段導(dǎo)線重心點(diǎn)O連線在軸上的投影長(zhǎng)度;—由加測(cè)陀螺邊的末端點(diǎn)至導(dǎo)線終點(diǎn)的各導(dǎo)線點(diǎn)與K點(diǎn)連線在軸上的投影長(zhǎng)度。井下導(dǎo)線量邊誤差,地面導(dǎo)線誤差,陀螺定向誤差和A方案誤差相同,故只要求出此時(shí)的最小值時(shí),此方案誤差預(yù)計(jì)最小,即以不同導(dǎo)線邊加測(cè)陀螺方向?yàn)樽兞浚蟠藭r(shí)極小值。下面利用EXCEL表格計(jì)算此式在加測(cè)陀螺邊不同位置時(shí)總誤差見表3。
表3 誤差統(tǒng)計(jì)表
總誤差隨加測(cè)陀螺邊位置不同的變化函數(shù)
如圖4。
(13)
K點(diǎn)在方向上的誤差預(yù)計(jì)為:
3 結(jié)論
在井下導(dǎo)線中加測(cè)一定數(shù)量的陀螺邊,可以進(jìn)一步限制導(dǎo)線偶然誤差的積累,改善井下控制的強(qiáng)度和精度。結(jié)合阜礦集團(tuán)興阜煤礦實(shí)例,方案A在沒有加測(cè)陀螺邊的情況下K點(diǎn)在方向上的誤差預(yù)計(jì)為,方案B在邊22--23上加測(cè)一條陀螺邊時(shí),K點(diǎn)在方向上的誤差預(yù)計(jì)為,精度提升19%,非常顯著。結(jié)論適用于中短距離的巷道,對(duì)于較長(zhǎng)距離的巷道或地下線狀工程,可以討論加測(cè)兩條或更多陀螺邊最佳位置,從而提高貫通工程的測(cè)量精度。
圖4 誤差變化圖
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關(guān)鍵詞:NDVI 植被指數(shù) 監(jiān)督分類 礦區(qū)
1 引言
植被在地球占很大的比例,陸地表面的植被遙感觀測(cè)和記錄的第一表層,是遙感圖像反映的最直接的信息。作為地理環(huán)境的重要的組成部分的植被,與一定的氣候、地貌、土壤條件相適應(yīng),受多種因素控制,對(duì)地理環(huán)境的依賴性最大,對(duì)其他因素的變化反映也最敏感。因此人們往往通過研究的地表植被的分布情況、生長(zhǎng)的健康狀況、植被不同季節(jié)的NDVI值的變化來分析和植被相關(guān)的地理環(huán)境變化, 通過研究地物各種的信息來研究與之相關(guān)的地理環(huán)境的狀況,為地表的植被分布、地表沉降監(jiān)測(cè)、全球變化、地表植被覆蓋變化監(jiān)測(cè)等研究提供重要的基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)。
2 NDVI在礦區(qū)地表植被分類中的應(yīng)用
3 基于NDVI的礦區(qū)地表植被指數(shù)提取
3.1 基于NDVI的監(jiān)督分類訓(xùn)練樣本的提取
密度分割是一種用于影像密度分層顯示的彩色增強(qiáng)技術(shù)。原理是將具有連續(xù)色調(diào)的單色影像按一定密度范圍分割成若干等級(jí),經(jīng)分層設(shè)色顯示出一種新彩色影像。常用于航空像片、多光譜掃描影像和熱紅外掃描影像等單色影像的彩色增強(qiáng)。因地物光譜特性是由其影像密度(灰度)反映的,而人眼對(duì)灰度的辨別能力不足以充分利用影像灰度的細(xì)微差別所提供的地物特征信息,故密度分割是一種有助于目視判讀的影像密度分析方法。
結(jié)論
本文通過經(jīng)NDVI處理的常村礦、石圪節(jié)礦、王莊礦、五陽(yáng)礦、漳村礦五個(gè)礦區(qū)的SPOT2/4衛(wèi)星遙感影像的研究,依據(jù)礦區(qū)植被類別對(duì)應(yīng)的NDVI值進(jìn)行的監(jiān)督分類,分析植被分類結(jié)果表明:
(1)、礦區(qū)地表的植被受季節(jié)的影像是十分的明顯的,其植被的NDVI值隨著季節(jié)的不同的呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律,從這些變化規(guī)律中我們可以知道自然環(huán)境的變化對(duì)地表植被影響是十分明顯的。
(2)對(duì)于礦區(qū)的植被分類,我們必須把季節(jié)因素和氣候水分考慮進(jìn)去,因此礦區(qū)植被類別處于動(dòng)態(tài)變化當(dāng)中。同時(shí)也說明基于NDVI方法提取監(jiān)督分類的訓(xùn)練樣本是一種有效的途徑。
(3)由于冬季和春季初期植被指數(shù)比較低,可以選擇這個(gè)季節(jié)做地表礦物的巖性分析和解譯,有利于排除植被因素的干擾。
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煤炭是我國(guó)的基礎(chǔ)能源,煤炭地質(zhì)勘查則是資源開發(fā)利用的先導(dǎo)性和基礎(chǔ)性工作。20世紀(jì)90年代以來,我國(guó)教育體制改革,煤炭部屬院校歸屬地方,歸屬地方的煤炭高等院校已更名、合并或升格;原煤田油氣地質(zhì)與勘探專業(yè)歸并為地質(zhì)工程專業(yè)。20世紀(jì)90年代后期至2003年前后,煤炭工業(yè)低潮,煤炭地質(zhì)勘查隊(duì)伍縮減。由上述因素導(dǎo)致煤田地質(zhì)勘查類課程停開,部分院校仍開設(shè)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查類課程,但內(nèi)容轉(zhuǎn)為一般性礦產(chǎn)地質(zhì)勘查,對(duì)于煤炭地質(zhì)勘查而言沒有針對(duì)性。因此,進(jìn)入21世紀(jì)以后,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展對(duì)能源的強(qiáng)勁需求,煤炭工業(yè)進(jìn)入新一輪發(fā)展,煤炭地質(zhì)勘查工作蓬勃發(fā)展,對(duì)煤炭資源勘查與評(píng)價(jià)方面的專業(yè)人才需求越來越旺盛,在大學(xué)本科階段開設(shè)煤炭資源勘查類課程的重要性日益顯著。近年來,各原礦業(yè)類高校地質(zhì)類專業(yè)相繼不同程度地對(duì)專業(yè)方向和課程設(shè)置進(jìn)行調(diào)整,加強(qiáng)了煤田地質(zhì)和資源勘查方面的比重,以適應(yīng)人才市場(chǎng)的發(fā)展變化,同時(shí)也使礦業(yè)類高校的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮。
2課程目標(biāo)定位
煤炭地質(zhì)勘查是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,它以基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、煤田地質(zhì)學(xué)等當(dāng)代地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)理論為指導(dǎo),以鉆探、物探等先進(jìn)技術(shù)手段為核心,同時(shí)還涉及礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)和礦產(chǎn)資源管理等學(xué)科知識(shí)。20世紀(jì)90年代以來,我國(guó)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查體制發(fā)生了顯著的變化,地質(zhì)勘查理論和技術(shù)方法的發(fā)展,資源/儲(chǔ)量分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范的實(shí)施以及礦業(yè)權(quán)市場(chǎng)的建立,對(duì)從事煤炭地質(zhì)勘查的工程技術(shù)人員和工程管理人員提出新的要求。當(dāng)前,礦產(chǎn)勘查工作的最大特點(diǎn)是呈現(xiàn)多樣化和逐步走向市場(chǎng)化,煤炭地質(zhì)勘查人員不僅需要堅(jiān)實(shí)的地質(zhì)理論和勘查技術(shù)知識(shí),還需要具備一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和礦產(chǎn)資源管理的知識(shí),從而必然促使煤炭地質(zhì)勘查學(xué)科內(nèi)容的調(diào)整和拓寬。當(dāng)前,礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作的基本特征是從技術(shù)型發(fā)展為技術(shù)-經(jīng)濟(jì)型,“煤炭地質(zhì)勘查”課程的培養(yǎng)目標(biāo)也從原有的純地質(zhì)技術(shù)人才拓寬到以地質(zhì)技術(shù)為基礎(chǔ)、掌握一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和礦產(chǎn)資源管理的綜合性應(yīng)用型人才。
3課程內(nèi)容體系
煤炭地質(zhì)勘查與評(píng)價(jià)作為一門專業(yè)主干課程,涵蓋內(nèi)容較廣泛,主要涉及煤田地質(zhì)學(xué)、煤田普查與勘探、礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和礦產(chǎn)資源管理四門學(xué)科,它們各有獨(dú)立的科學(xué)體系,而又是密切聯(lián)系的一個(gè)整體。煤田地質(zhì)學(xué)是研究煤、煤層以及含煤巖系成因、性質(zhì)和其分布規(guī)律的一門科學(xué),是煤炭地質(zhì)勘查的理論基礎(chǔ)。煤炭地質(zhì)勘查是一門來自生產(chǎn)而又直接為生產(chǎn)服務(wù)的學(xué)科,其目的是為煤礦設(shè)計(jì)與建設(shè)提供可靠的地質(zhì)資料,保證煤炭資源合理而順利的開發(fā)。其主要任務(wù)是運(yùn)用煤田地質(zhì)理論及其相關(guān)地質(zhì)理論,選擇相應(yīng)的技術(shù)手段和工作方法,經(jīng)過一定階段的工作,尋找和探明煤礦床,對(duì)煤田的地質(zhì)與開采技術(shù)條件進(jìn)行研究;并結(jié)合當(dāng)前我國(guó)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的有關(guān)規(guī)定,對(duì)煤礦床做出正確的工業(yè)評(píng)價(jià)。可行性研究屬于工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的范疇,是煤炭資源評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容之一??尚行匝芯康暮诵氖敲旱V床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),其任務(wù)是應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)的原理,根據(jù)煤礦床地質(zhì)勘查工作所獲得的資料,選取合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù),預(yù)估煤礦床未來開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益,為煤礦床地質(zhì)勘查項(xiàng)目取舍和礦山開發(fā)投資決策提供科學(xué)依據(jù)。礦產(chǎn)資源管理屬于管理學(xué)范疇。礦產(chǎn)資源管理是礦產(chǎn)資源主管部門以礦產(chǎn)資源所有權(quán)者和國(guó)家行政管理者身份,依據(jù)有關(guān)法律、法規(guī),對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行的綜合管理,包括礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量管理、礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)的監(jiān)督管理和礦業(yè)權(quán)管理等。煤田地質(zhì)學(xué)是煤炭地質(zhì)勘查與評(píng)價(jià)工作的理論依據(jù)。煤炭地質(zhì)勘查不僅是一項(xiàng)地質(zhì)工作,而且又是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng),勘查工程的實(shí)施要符合經(jīng)濟(jì)原則,以最小投入獲取最大地質(zhì)成果勘查成果和最佳經(jīng)濟(jì)效益,技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)是煤炭地質(zhì)勘查的重要主要任務(wù)之一。礦產(chǎn)資源管理的目的和任務(wù),是體現(xiàn)國(guó)家的意志、維護(hù)礦產(chǎn)資源所有者權(quán)益,保障礦產(chǎn)資源勘查、開發(fā)活動(dòng)依法有序地進(jìn)行,取得最佳經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、資源效益和環(huán)境效益。因此,在礦產(chǎn)勘查體制改革不斷深化的今天,煤田地質(zhì)學(xué)、煤田勘查、煤礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和礦產(chǎn)資源管理四門學(xué)科之間的聯(lián)系日趨密切,逐步形成與走向市場(chǎng)化進(jìn)程相適應(yīng)的煤炭地質(zhì)勘查與評(píng)價(jià)的新學(xué)科框架體系。
4教學(xué)實(shí)施
煤炭地質(zhì)勘查與評(píng)價(jià)課程是一門綜合性和應(yīng)用性課程,其內(nèi)容較廣泛,所涉及的煤田地質(zhì)學(xué)、煤田普查與勘探、礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和礦產(chǎn)資源管理等四門學(xué)科,在以前都是獨(dú)立的課程。為了適應(yīng)專業(yè)改革和復(fù)合型人才的培養(yǎng),將它們綜合為一門課程。為了保持各分支學(xué)科內(nèi)容的完整性,又突出重點(diǎn)、加強(qiáng)各部分之間的聯(lián)系,構(gòu)成統(tǒng)一的學(xué)科框架,在本課程的教學(xué)中注重突出以下三方面特點(diǎn):(1)系統(tǒng)性:由基礎(chǔ)地質(zhì)理論、勘查技術(shù)手段、可行性研究和礦產(chǎn)資源管理構(gòu)成的完整工作框架體系;(2)規(guī)范性:由相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范構(gòu)成的煤炭地質(zhì)勘查標(biāo)準(zhǔn)體系;(3)實(shí)用性:由理論、方法、規(guī)范、實(shí)例構(gòu)成煤炭地質(zhì)勘查教學(xué)體系。煤炭地質(zhì)勘查與評(píng)價(jià)課程針對(duì)其綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),其教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)。
4.1課堂教學(xué)
課堂教學(xué)是課程教學(xué)的基礎(chǔ)。在課堂教學(xué)中,主要對(duì)地質(zhì)勘查相關(guān)的基本理論、技術(shù)和方法進(jìn)行講解。針對(duì)煤炭地質(zhì)勘查與評(píng)價(jià)課程具有內(nèi)容廣泛、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),課堂教學(xué)全部采用多媒體教學(xué)手段。以《煤炭地質(zhì)勘查與評(píng)價(jià)》教材為基礎(chǔ),以收集的大量地質(zhì)勘查報(bào)告、圖件和表格為素材,采用案例教學(xué)、互動(dòng)式和討論式教學(xué)方法。案例教學(xué)是一種采用“案例—理論和概念”模式的教學(xué)方法。在課堂教學(xué)中,一方面采用案例教學(xué)方法,通過大量勘查實(shí)例分析講解地質(zhì)勘查的基本理論;另一方面,實(shí)施互動(dòng)式和討論式教學(xué),盡可能調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。每章開始均有本章要點(diǎn)提示,結(jié)束時(shí)有本章思考題,通過課堂討論和布置課外作業(yè)形式,促使學(xué)生積極參與和自我學(xué)習(xí)。本課程第一章“煤田地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”在前面的課程中已經(jīng)學(xué)過,本門課程安排一次學(xué)生以寢室為單位,自己收集資料、制作多媒體課件,上講臺(tái)講授。幾年的實(shí)踐表明,這一安排極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生積極性,同時(shí)也使同學(xué)們?cè)谡n程學(xué)習(xí)前對(duì)已學(xué)知識(shí)的鞏固,為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。
4.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課堂教學(xué)效果的主要實(shí)踐環(huán)節(jié),也是課程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)和前提。在煤炭地質(zhì)勘查與評(píng)價(jià)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,以具體的地質(zhì)勘查為例,設(shè)置了讀報(bào)告、讀圖和巖心編錄實(shí)驗(yàn),使課程的理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)例分析相結(jié)合。通過煤炭地質(zhì)勘查報(bào)告和煤炭地質(zhì)勘查設(shè)計(jì)報(bào)告的閱讀,使學(xué)生了解勘查設(shè)計(jì)和地質(zhì)報(bào)告的作用和基本內(nèi)容,了解礦產(chǎn)資源勘查地質(zhì)成果的使用,地質(zhì)勘查報(bào)告的組成和煤層綜合成果表的基本內(nèi)容等。通過地層綜合柱狀圖、鉆孔柱狀圖、煤巖層對(duì)比圖、勘探線剖面圖、煤層底板等高線圖及儲(chǔ)量估算圖的閱讀,使學(xué)生了解煤炭地質(zhì)勘查工作中有哪些主要地質(zhì)圖件以及這些圖件的相互關(guān)系,掌握各種主要地質(zhì)圖件的內(nèi)容和讀圖方法,以及它們的用途,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)各種主要地質(zhì)圖件的綜合分析能力。通過巖心編錄實(shí)驗(yàn),使學(xué)生熟悉煤炭地質(zhì)勘查鉆孔巖心描述和地質(zhì)編錄的內(nèi)容,掌握鉆探工程地質(zhì)編錄和巖心描述的方法,培養(yǎng)學(xué)生鉆探工程原始地質(zhì)編錄的能力。
4.3課程設(shè)計(jì)
課程設(shè)計(jì)是對(duì)課堂教學(xué)的綜合訓(xùn)練,也是生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)和前提。課程設(shè)計(jì)采用手工編圖和計(jì)算機(jī)繪圖相結(jié)合的教學(xué)方式,充分體現(xiàn)了課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性和先進(jìn)性的結(jié)合。通過課程設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,獨(dú)立分析問題和解決問題的實(shí)踐能力,在課程設(shè)計(jì)中,設(shè)置了煤炭地質(zhì)勘查設(shè)計(jì)的編制、勘查圖件的繪制和資源儲(chǔ)量估算,通過煤炭地質(zhì)勘查設(shè)計(jì)的編制,使學(xué)生掌握煤炭地質(zhì)勘查設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和具體方法。通過地質(zhì)圖件的編制和資源儲(chǔ)量估算,使學(xué)生掌握地質(zhì)圖件編制的一般步驟與具體方法和資源/儲(chǔ)量估算的基本方法,培養(yǎng)了學(xué)生從地質(zhì)角度分析問題和解決問題的思路和方法。
4.4畢業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)
畢業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)是課程教學(xué)和課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐應(yīng)用。為了把地質(zhì)理論學(xué)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,要充分利用校外資源,積極與煤炭行業(yè)的相關(guān)單位建立人才聯(lián)合培養(yǎng)計(jì)劃,建立實(shí)踐教學(xué)基地。我院已與中國(guó)煤炭地質(zhì)總局、河北煤炭地質(zhì)局等煤炭行業(yè)建立地質(zhì)工程本科生實(shí)踐教學(xué)基地。在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中,為學(xué)生提供了煤炭地質(zhì)勘查現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)的平臺(tái)。在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中,根據(jù)學(xué)生意愿并結(jié)合單位用人需求,直接將學(xué)生送到煤炭地質(zhì)勘查單位進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐學(xué)習(xí),為地質(zhì)工程本科生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文實(shí)習(xí)提供了條件,同時(shí)也為畢業(yè)生去煤炭地質(zhì)部門就業(yè)搭建了通暢的橋梁。這些措施一方面有利于學(xué)生將理論知識(shí)向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化,同時(shí)也給用人單位提供了新鮮動(dòng)力及選拔優(yōu)秀人才的機(jī)會(huì),達(dá)到了雙方共贏的目的。
5結(jié)束語
煤礦機(jī)電 煤礦安全 煤礦 煤礦機(jī)械 煤礦安全講話 煤礦技術(shù)創(chuàng)新 煤礦精益管理 煤礦履職報(bào)告 煤礦技術(shù)論文 煤礦災(zāi)害治理 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀