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Lidar技术在铀矿地质勘查测绘中的利用

时间:2016-09-05来源: 作者: 点击: 266次


杨海成伦更永

(核工业航测遥感中心河北石家庄   050002 

摘要:铀矿地质勘查测绘是专门为国家进行地质找铀的一种基础性测绘工作,专业性较强,为地质科研和找矿工作做好基础保障。测绘成果的精度与地质报告中储量计算结果、矿体定界等息息相关,起关键性作用。如何提高植被茂盛的高山区地质测绘精度成为当前的主要议题。本文介绍了几种生产地形图的方法,经过对比分析,提出了一种高山区地质测绘的新方法,结合实例,证明此方法在提高精度方面起到了很大的作用。

关键词:Lidar;铀矿地质;测绘

Yanghaicheng ,lungengyong

 (Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry,shijiazhuang050002,china)

Summary: Uranium geology exploration of uranium geological surveying and mapping is designed for countries to find a kind of basic surveying and mapping work, professional and strong, do a good job on the prospecting for geological research and basic guarantee. The precision of surveying and mapping results and geological report reserves calculation results, such as ore body and bound, play a critical role. How to improve the high vegetation lush mountain geological surveying and mapping precision become the main issues of the current. This article introduces several production methods of topographic map, through comparison and analysis, this paper proposes a new method of high mountain geological mapping, combined with the instance, prove that this method has played a big role in improving the precision.

Keyword: Lidar  uranium  geological  Surveying and mapping

1、铀矿地质勘查测绘方法

1.1  常规地形图测绘方法有全野外地形测量、航空摄影测量、机载Lidar扫描成图等。

1)全野外地形测绘方法:

全野外地形测绘采用全站仪或GPS-RTK进行数据采集,采用编码法或草图法,内业将采集数据传输并展绘到计算机,用人机交互的方式利用内业软件编辑地形图。

2)航空摄影测量方法:

在飞机上操控航摄仪对地面进行连续拍摄照片,结合地面像片控制测量、调绘、航测内业立体采集等方法,地形地形图编绘。

3)机载Lidar地形图测绘方法:

Lidar英文全称为Light Detection And Ranging。是一种集激光测距、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术于一体的系统,通过发射激光脉冲,经地物反射后,快速精准的获取地表三维数据,由于激光本身具有高精度的测距功能,精度可以达到毫米级,结合Lidar的三维坐标、扫描角度就可以精准的获得数字表明模型(DSM)。

 1.2三种地形图测绘方法分析

使用全野外数字测图的方法,受地形影响,作业人员不易到达,导致地貌表示不够详细,且测绘难度大,效率低,成本高,地形图精度不均匀。采用航空摄影测量方法,由于高差较大,植被茂盛,在立体测图环境中有立体失真和由于遮挡看不到地表的情况,导致采集数据不准确。采用机载Lidar进行数据采集,受遮挡等因素影响小,外业数据采集时间短,效率高;提供线划地形图、正摄影像、高程模型三种成果,既能保证测绘产品符合相应的技术标准和要求,又能获得最佳的经济效益。

2、铀矿勘查地形图测绘

2.1 测区概况

某铀矿地质勘查项目位于广西省资源县,测区面积50km2,呈南低北高,最小高程878米,最大高程1822米,高差954米,植被茂盛,以树木、杂草、灌木为主。

2.2 项目作业方法

工作区高差较大,部分地区地貌破碎,1:2000地形图测绘如果使用全野外数字测图的方法,冲沟及局部山地受地形影响,作业人员不易到达,导致地貌表示不够详细,且测绘难度大,效率低,成本高,地形图精度不均匀。本项目采用贝尔-206直升机加载激光(LIDAR)数码航摄系统,该系统集成了国际先进的激光(LIDAR)系统,计算机自动导航系统、高精度的DGPS/IMU惯性导航系统以及高分辨率的数码相机,具备高效、高精度的优势。航飞数据采集期间,在测区选取两个GPS控制点,利用2台静态GPS(型号Trimble SP811)进行同步观测。


图1  机载激光雷达数据采集流程

使用软件进行格式转换,将激光点云数据转换为*.LAS的通用格式。根据地面GPS基站坐标,计算转换参数,将测区所有激光点数据坐标转换为项目要求的坐标系统。

2.3  数据处理

激光点云的分类过程包括自动分类和手动分类,其主要步骤如下:

1)数据质检,对激光点云数据是否全覆盖、是否高差大、有噪点等进行检查。

2)自动分类,利用航空摄影测量专业软件,通过各种数学模型将地面激光点与其它类型激光点分离。

3)手动分类,利用自动分类的地面激光点云生成数字高程模型,对不符合真实地面的模型进行人工编辑。

点云分类流程

对点云数据进行分类后,导出数字高程模型。正射影像制作是在精确的DEM的基础上对原始数码影像进行正射纠正的过程,主要流程包括:

1)通过添加连接点调整相机参数,检查激光点和原始影像的匹配情况。

2)自动对相邻影像进行拼接,对拼接缝进行检查、修改。

3)生成Color point文件,用以调整影像的颜色差异,自动生成后,对其进行检查、调整。

4)根据地面数字高程模型对正摄影像数据进行纠正,生成正射影像图。

2.4  精度对比分析

经过外业抽样散点检查,雷达点云数据和正射影像精度符合规范要求,成果可靠。

表1  高程精度统计表

点号

检测坐标

图面坐标

高程差

X(m)

Y(m)

h(m)

h(m)

h(m)

1

447567.328

91568.376

1237.608

1237.78

-0.172

2

447571.861

91608.484

1248.681

1248.47

0.211

3

447581.985

91588.506

1245.203

1245.52

-0.317

4

447553.128

91584.727

1236.346

1236.54

-0.194

5

447548.111

91533.188

1223.855

1224.02

-0.165

6

447526.209

91533.909

1220.699

1220.83

-0.131

7

447502.174

91551.464

1217.236

1217.36

-0.124

8

447508.15

91537.099

1216.48

1216.6

-0.12

9

447502.434

91533.822

1214.767

1214.91

-0.143

10

447502.035

91488.324

1211.29

1211.398

-0.108

11

447484.935

91548.778

1212.517

1212.67

-0.153

12

447456.503

91522.779

1202.673

1202.89

-0.217

13

447258.627

91626.778

1115.097

1115.23

-0.133

3.结论

本文针对高差大、植被茂盛地区铀矿地质勘查地形图测绘项目的实施及检验,通过机载LIDAR自动获取地表三维信息,经专业软件进行数据处理,成果数据分布均匀,密度大,不受阴影影响,成果种类多样。为大面积森林覆盖区、高山区等困难地区及人力无法到达地区的测绘工作积累了相关经验。

 

[1] 廉铁辉等,机载 LiDAR 技术在柬埔寨 12000地形图测量中的应用[J]西北水电,20154):23-26

[2] 卢晓平等,机载 LiDAR 基础测绘关键技术及应用[J] 测绘通报,2014(9):26-30

[3] 靳克强等,机载LiDAR技术原理及其几点应用分析[J]测绘与空间地理信息,2011(2):144-146

[4] 程刚等,机载LiDAR技术快速生成高精度DEM [J]地理空间信息,20136):44-46

[5] 王轶夫等,机载LIDAR数据的树高识别算法与应用分析[J]地球信息科学学报,201411):958-964

[6] 胡堃,基于机载LIDAR 技术快速获取高精度DEM的研究[J]科技资讯,20097):19-21

[7] 王圣尧等,机载激光雷达航带平差实验研究[J]国土资源遥感,20126):19-22

 

收稿日期:201667

作者简介:杨海成(1980—),男,吉林省农安县人,现工作于核工业航测遥感中心,高级工程师,学士,主要从事测绘地理信息工作。

 

 

 

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