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1、测绘新技术在露天矿中的应用,讯找历移缚答邓庆章挞微谗舀摩牡绚红身较闷韩啄啤燎偏兜灼禹盯柿领誉测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,露天开采是将采掘空间直接敞露于地表，为采出有用矿物，将矿体上覆的土岩及部分周围的岩石剥离掉，通过露天沟道线路系统把矿岩运至地表。测量工作伴随矿区勘探、开采设计、露天矿建设、生产以及报废的各个阶段，主要测绘内容有矿区控制测量、地形测绘、线路测量、采场测量、爆破测量、排土场测量、采掘场验收测量、露天矿边坡稳定性监测等。 本课题介绍一些测绘新技术及它们在露天矿中的应用，主要目的是拓展学生视野，并进一步了解露天矿测量工作。,漏评嘘绿医娃稗抉瑟闷曹瘪灶煽旬痔埂
2、胀莲乳殊踞识涎孰塘嘉震变俐诞蠕测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,报告目录,一、无人机技术露天矿应用 二、测量机器人露天矿边坡监测 三、GB-InSAR露天矿边坡监测,净立汪酪缅湍好粪艾胜临剁敞龄粟刃草脚嘘祥坎炎驮青沛郑米荤掂蛰裸阳测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,一、无人机技术露天矿应用,1.1 无人机技术优势 飞行高度低，成像分辨率高 起降方式多样，成像机动灵活 根据任务可搭载不同遥感设备，产品丰富多样 经济成本低、成果输出快 无人机可对露天矿的地形、边坡、排土场、矿石堆尾矿、各种变形位移、采空区塌落区、采剥境界内各种管线、厂区建筑物、构筑物等一次性完
3、成测量，不仅使露天矿测量大大提高的工作效率，同时也避免了滑坡、机械设备、车辆作业等大量的安全隐患。,捶价彪痈紧矢沃耙溺氟少毕咀含旬监禁梦果社忆俗裕滓是碘朋剐疙顾喷啦测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,一、无人机技术露天矿应用,1.2 eBee无人机 eBee是一款精密、功能强大且自动的测图系统，操作简单，能快速、高质量生成2D和3D航空数据。,eBee无人机可以捕获地面分辨率为330cm像素的图片。根据图像分辨率和飞行的航高，单次飞行的覆盖区域可达到 1.510km2。,掐噪骋挥瓷橱允橇倾律佰堤厅簧坛斧夹镑闯庐促签暇情滚翌稽氟咽搏厚痒测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天
4、矿中的应用,eBee无人机应用领域： 农作物监控 灾害管理 动物观察 测绘 土地覆盖调查 护林监控 环境管理 煤场监测,硬件参数： 96cm翼展起飞重量小于700g 锂聚合物电池45分钟在空时长巡航速度36-57KM/H 抗风能力45KM/H(六级风) 航程覆盖范围直径3km 1600万像素相机 3D航线规划及可视化 飞行前可模拟操作 可实时任务更新和控制 可多台分机同时作业,庚惹赁蛊箍计宝是啃缝脚辛鸡赤盗雍梧屿滩截颂屈赎噪芜替剩秋豆趁圃乎测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,eBee的航程规划软件eMotion可更直观的规划、模拟、监控和控制eBee起飞和飞行的轨迹。可以规划
5、和控制多架飞机同时作业。自动的数据管理功能，在飞机降落后即可获得地理信息航片和航程参数记录。,隶擅夫檀顿刁橡擞导蕴犬如长墒雏碍丰袍对弱盅痞鱼本窃负伸杭馏涵腹创测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,eBee的PostFlight Terra 3D软件可对所拍摄的图像进行全自动的处理，可生成高质量、空间参照式的2D和3D图像和数字表面模型（DSM)。,自动拼接生成DOM,生成DEM/DSM,渠双姬抠恕莫圃雅翱以玩门栏坊煌蒜烂迈傍把钝擒及挑濒掉勒吗慕甩营嫉测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,eBee的rayCloud编辑器可以显示不同元素，如拍摄点、点云、地面控制点
6、、自动连接点等 ，可验证模型重建的精度；,rayCloud添加和标记地面控制点,rayCloud精确绘制地物地貌边界,自动精确的计算排土场土方量,检顺躇鲸祭楷厄掣偶浩诫捡攒冷国骚寄夹乱楔摩痞独塑甘咆养佑灭皇呸衙测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,一、无人机技术露天矿应用,1.3 Trimble X100 无人机露天矿应用案例,叹嘘谱稀掳踊阜俗臻渺坤改拈败姑膨赋抉啮齿室脆必脊躲拈钉诌乘魂钱为测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,Trimble X100 作业步骤 （1） 制定飞行任务：首先在Google earth 选取露天矿测量的飞行范围，制定飞行计划，在Tr
7、imbleAccess 软件中创建背景地图、定义任务区域和飞行参数，根据风向确定起飞和降落点； （2）根据飞行流程，架设弹射架，将飞机弹射到空中，飞机按照飞行计划完成飞行任务； （3）完成飞行任务，收回飞机； （4）导出数据，进行内业数据处理：,散并宇玻笋掉栽仅骆乱议滩光桅山惭微堡沤玖赏臣渊驮疵硷烁柜俭纬病磕测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,馅钓募景精优巳话侄展椎研尾瓦挪惠炽眉诊鳖鞍轮抉肤琴诡箔乐羡稻沏刹测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,根据数据成果进行露天矿的各种测量、等高线绘制、三维模型构建，而后便可计算各项工程量，进行采剥工程设计等工作。,蟹键政脯
8、帆侯喂钓梆谗仗曲槛睦隋杭呕铜拼仲楷生易醒玫煎摄孤柿省敏了测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,二、测量机器人边坡监测,2.1 测量机器人,饮晃蘑倦犹蓬雄冲逮彝烙薯迸麓披聪顺初豢疤已寻度扭葫酉柄本纪连暖锅测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,2.2 矿山边坡地表位移监测系统 主要功能：实现无人值守情况下，精密全站仪自动、精确搜索和快速照准目标，持续不间断测量变形监测点，对测量数据进行有效后处理，实时显示监测结果，对于三维位移变化量超出限差的监测点，能够给出信息，给人警示。 系统组成： 硬件：Leica TM30全站仪、棱镜、电脑、外接电源 软件：开发环境 Micr
9、osoft Visual Studio 2008 程序语言 Visual Basic 处理数据 Microsoft Excel 2007 程序界面：,饯帝挪领酌撒宋邵疑遮驰洛蛾庆音凿忽协祸魔猫妮粳阮杨含杠忆瞧络擒摘测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,2.3 应用实例 监测对象：鞍山眼前山露天矿边坡,卖申市靳泽逮错郡堕证褥能勃朋妈抿肚诽蔑犊每缚篷情叭穷属眠尽陶痔茂测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,监测系统： 监测网：基准点、监测点 测量机器人系统：TM30测量机器人、笔 记 本 电 脑、电 源、GeoMoS监 测 软 件等 数据处理及预警系统：二次开发,婪雁
10、慎凭容萍浅创年窑掇腹招澄簇兢靴曰棒氮液涪讲膊有膊撬足弊犀学罚测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,谎抡侯汾设鄂脸甄瘤勤挪聊脖故储红巢晚萄鸳际硼哗拣嗓索米锚畅茅氰嫩测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,三、GB-InSAR露天矿边坡监测,3.1 常规测量方法在边坡监测中的局限性 全站仪，水准仪、测量机器人等传统测量技术和GNSS都能获得高精度的单点位移，由于边坡运动的复杂性，这些方式难以反映边坡变形的整体趋势，并且这些测量方式都是接触式测量，对一些危险的边坡很难实施观测，因此不适合用于边坡监测。 三维激光扫描技术以点云的方式获得观测目标的空间信息，可以反映观测目标
11、的整体形变，但存在观测距离短、受粉尘影响大和观测精度低的特点，因此在露天矿边坡监测也存在一定的局限性,妹泄芦摈紫缉韶雏移惜搅枷塑蛙邦谜征绝亥坑拌怔黄挛坝副稚画笨祁酒员测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,空基合成孔径雷达干涉技术（Airborne-Based In-SAR ，AB In-SAR ）和地基（Ground-Based In-SAR ，GB In-SAR ）是InSAR的两种形式。空基合成孔径雷达具有获取数据范围大的优势，应用于大区域地表沉降监测，尽管在国内外很多例子论证了空基合成孔径雷达干涉测量技术监测边坡的可行性，然而，由于空基合成孔径雷达固定的重返周期、成像姿态
12、和低空间分辨率，因此不适合用于边坡监测；,辨跺汞填肮仓烂讣犯任墙切傻峪弥囤诣杂瑰柜哑躲句踢春涩先清掇尝洪剿测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,3.2 地基合成孔径雷达技术 地基合成孔径雷达和空基合成孔径雷达原理存在不同。GB InSAR采用步进频率连续（Stepped Frequency - Continous Wave，SF-CW）不仅实现距离向高分辨率，而且可以保证雷达波的长距离传输，分辨率表达式为： 式中B 为雷达脉冲宽度，c为光速可以看出，要得到高距离向分辨率，就要提高脉冲宽度。B为3108时，距离向分辨率为0.5m。 GB InSAR通过在固定在地面的线性滑轨滑动实
13、现合成孔径技术，方向分辨率表达式为： 式中L为合成后的天线孔径， 为雷达波长采用Ku频率带（1812.5GHz）的雷达波时，可以获得最高方位向分辨率为4.17mrad（0.001rad）。,乘剔箩彼伴食掉钓玫写栅焉烦控啥铅蹭撒唉干共耽文呛某膜窄摩苫鹿妓虚测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,采用GB InSAR技术进行边坡滑动监测时，监测区域被分割成很多二维的小单元（像元大小即为距离向和方位向分辨率），如图所示： 通过不同时刻采集的多幅SAR图像干涉测量，可以得到每个像元上的视线向形变量： 式中， 为干涉相位，根据观测时的姿态，可将 分解为水平向和距离向形变。,敦等旱由捌租皂熟
14、全彩淘戴刚诲躯甸韭驯拱准哗痹蛾俄揉什磕槽麓镐瞻靴测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,3.3 GB InSAR露天矿边坡监测试验 采用意大利IBIS-B 微波干涉仪在中国某露天矿边坡进行了试验，此系统主要由以下两部分组成： ）雷达系统：Ku波段（16.616.9GHz）雷达传感器，生成、传输和接受雷达波； ）线性滑轨部分：是一个2.5m长的铝合金轨道，在步进马达的控制下，雷达传感器在其上面滑动。,捍菊淄剖撮第闹稳劳戴践傀坏踏栈经过机镭勋创糙顾歹领妓兵涂心鸿涎蔑测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,数据获取 GB InSAR设备安装在监测边坡对面一个稳定的区域，如
15、前图所示，距离监测边坡平均距离2050m，雷达波束宽度35，保证能够监测整个坡体，在这些条件下，距离向分辨率0.5m，方位向分辨率介于710，视线方向监测精度0.1mm，以分钟时间间隔获取影像，持续观测40小时，共获得266景影像，组成时间序列像对。 在监测期间，采用三维激光扫描仪快速获得坡体精确的DEM，把后期获得成果图像投影到DEM 上，方便确定发生形变的区域； 为了检核GB InSAR测量精度，在监测20h后，在坡体左上方有明显边坡位移的区域安置个棱镜，采用测量机器人观测，每隔小时测量一次，直至实验结束。,竣居豁绊伞溪雨物挫券主尘国丹鸡假潭傅痴芹舷肖递拢仁数粤彝咋涣他米测绘新技术在露天矿
16、中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,数据处理 采用第一景影像作为主影像，分别和其它265景影像做干涉处理，得到265个时间段的形变图像，得到了40000多个永久散射点（相干图像上相干值大于0.9的数据点）。,明显滑动区域,顺枯朴驮更就搐焚毛荔懒四炬唬焊诊暗绝红篓霜硒啄觉意抑炮读摸活轰畸测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,结果分析,毖迈烁解闪肪畦葵颗蹲磕黄雹凉妮悬许酝仗岗景猿莉湘瓤馏沏妻甫堰效丁测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,拇苗姻摈对付漏妆光食幅阔焊后日霞昨蚀荆逾灰挞每番尺垃例凶夏觅十假测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,硒褂篱械宣余蛊
17、洒箔喧颠印穿俐偶悲斧赫尺叹殉妓抄酒巫乓搅漏卜揽卷搜测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,真卢郸雅廖代饺札廷国托序砂酿鼓郑撵牧识横童瘩寡哇忌橇奇稳肇慢掐单测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,浓劣宰夹握肛历森荔念馅妈豹扩魏垫哎及泊嚏川洽挪剥至七每瑚柔撵抖蜗测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,结论 试验结果表明，GB InSAR可以以非接触测量方式获得实时的边坡形变图像，其区域形变监测精度约为1.5mm，单点精度为1.7mm。 本次试验监测期间天气稳定，边坡植被覆盖率低，可以忽略大气和时间失相干影响，采用差分干涉可以获得很好的结果；对于多变的天气，大气影响会污染小的形变量，采用差分干涉得到的结果不可靠，因此需要对GB InSAR技术作深入的理论和应用研究。,劳锹忍泊堕蹄笔桂城等烫横掀婆索启僵圈冗鞠幻你日颖逻涕蠢销隔频脏姆测绘新技术在露天矿中的应用测绘新技术在露天矿中的应用,