Секция - Технические науки/10
Долгих Л.В., Долгих А.В.
Криворожский технический университет
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ
МЕТОДОВ СЪЕМОК КАРЬЕРОВ
I. Введение. Из-за стремительного развития техники и технологий необходимо
периодически вносить изменения в ранее разработанные и используемые методы выполнения
маркшейдерско-геодезических работ. Это касается и методов съемочных работ на
карьерах. Круг задач, которые решаются с использованием маркшейдерского плана, постоянно
увеличивается. В настоящее время актуальными являются задачи: составления
цифровых планов и моделей на территории карьеров, отвалов и других объектов
горнодобывающего предприятия; создания моделей месторождений; использования
автоматизированных методов проектирования горных работ; использования методов автоматизирования
работ по определению объемов выемки на основании использования цифровых методов;
создания систем данных о землях и объектах предприятия; совершенствования
методов автоматизации съемочных работ; разработки и совершенствования
компьютерных методов вычислений и графических построений и т.д.
II. Постановка задачи. Решение на предприятии перечисленных выше задач позволяет
внедрить единую, общую для всех отделов, систему управления предприятием, которую
можно назвать геоинформационной системой предприятия. Известно, что маркшейдерская
документация является важным звеном в этой системе, так как позволяет не только
объединить все данные о предприятии в единую сеть, но и систематизировать их
привязкой к конкретным точкам, объектам, отделам и др.
На наш взгляд актуальным является вопрос
выбора способа съемки на карьере и других объектах предприятия. В настоящее
время разработано множество методов автоматизации этих работ. В большинстве
случаев выбор метода зависит от материальных возможностей предприятия и
профессионализма исполнителей. Часто работы по автоматизации съемок заключаются
в использовании для этого электронных тахеометров, которые действительно сокращают
время полевых работ, а также упрощают как полевые так камеральные работы.
Однако использование электронных тахеометров не позволяет вывести наблюдателя и
речника из карьера, решить задачу отображения ситуации по всему карьеру на один
физический момент и др.
Аэрофотосъемка, по сравнению с другими
методами, дает возможность наиболее полно отобразить информацию о поверхности,
но на сегодня она обладает низкой оперативностью. План, составленный по
результатам аэрофотосъемки, передается маркшейдерской службе карьера через
определенное время после съемочных работ. Поэтому для решения многих задач теряется
актуальность результатов съемки, так как на маркшейдерском плане, составленном
по результатам съемки, выполненной месяц назад и более, не отражается современное
состояние карьера. Кроме того, неэффективно использование аэрофотосъемки для
картографирования в крупном масштабе небольших площадей.
III. Результаты. Универсальным способом решения данной проблемы для
крупных железорудных карьеров является использование такого дистанционного
метода картографирования, как наземная цифровая стереофотограмметрическая
съемка. Метод характеризуется достаточной точностью для маркшейдерских съемочных
работ, оперативностью получения плана и модели объекта, экономической
эффективностью работ, всепогодностью использования и другими положительными
качествами. По результатам такой съемки можно оперативно решать все задачи,
указанные выше.
На кафедре маркшейдерии Криворожского
технического университета разработана и внедрена на карьере ОАО «ИнГОК»
наземная стереофотограмметрическая съемка, выполняемая при помощи профессиональной
калиброванной цифровой камеры.
На
начальных этапах разработки и внедрения наземной цифровой стереофотограмметрической
съемки:
- цифровая камера устанавливалась с помощью специального приспособления
на электронный тахеометр;
- в полевых условиях фиксировались
величины скосов, номера снимков и др.;
- перед началом полевых работ выбирались и
закреплялись станции фотографирования, опознаки, определялись их координаты.
В процессе исследований данная методика
претерпела ряд существенных изменений и усовершенствований.
Кроме того, в настоящее время
использование формата RAW при съемке цифровой камерой и формата TIFF при
последующей обработке изображений на компьютере заменено форматами
соответственно JPEG (с максимальным качеством) и TIFF c JPEG-сжатием. Это
позволило уменьшить объемы файлов при работе на компьютере с 23 Мб до 7 Мб, а
при работе с цифровой камерой с 7 Мб до 3 Мб. Уменьшение в памяти камеры объема
снимка дает возможность увеличить их количество, что позволяет более детально
проводить съемочные работы из-за создания в памяти цифровой камеры «резервных
снимков», а также исключить риск получения на участок только одного изображения
плохого качества, например нерезкого, со смазом, «мертвыми зонами» и пр.
Выполнение фотографических работ со
штатива с жестко установленной цифровой камерой на электронном тахеометре
заменено фотографированием „с руки”. При сильном ветре для, удобства выполнения
работ, цифровая камера ставиться на головку штатива без использования
специальных приспособлений. На станции съемка производиться без фиксирования
величины скоса, а фотографирование выполняется слева - направо или в обратном
направлении с перекрытием снимков до 80%. Известно, что такое перекрытие
снимков дает больше возможностей в формировании стереопар. В процессе
исследований установлено, что привязка базисов фотографирования не требует
высокой точности, так как для процесса ориентирования снимков координаты
станций достаточно знать с точностью до 20 м. Это позволяет сократить время
полевых работ, при необходимости переносить положение станции на несколько
метров, например, для исключения при съемке в поле зрения препятствий, помех.
На карьерах без такой методики довольно сложно выполнять фотографирование, так
как при съемке с постоянных точек верхних бортов невозможно охватить большие
площади из-за всевозможных препятствий. Практически это выглядит следующим
образом: сначала выполняется съемка с выбранных станций максимально возможных
площадей, а затем, если какие-либо препятствия закрывают часть объекта съемки,
производится смещение со станции на необходимую величину (10-15 м, иногда
более), и выполняется съемка закрытых ранее площадей. Такая методика
используется в 20-40 процентах от общего объема выполняемых съемочных работ.
Благодаря применению электронных
тахеометров можно исключить использование стационарных станций для съемки
карьеров, так как наблюдатель на каждой станции может определить координаты
точки стояния методом решения обратной засечки. Контроль определения координат
станций фотографирования осуществляется с использованием нескольких приемов и
избыточного количества опорных точек. Данная методика является более
эффективной по сравнению с классической, так как позволяет выполнять работы в
сложных условиях, с препятствиями в поле зрения. Съемка более гибкая к
изменяющимся условиям. Кроме того, данная методика предусматривает определение
только высот точек фотографирования (центров проектирования), а не высот точек
стояния, закрепленных на земной поверхности. Для этого может использоваться удобный
в данном случае способ тригонометрического нивелирования.
В результате экспериментальных работ по
внедрению цифрового стереофотограмметрического метода съемки карьеров, на
примере карьера ОАО «ИнГОК», была выбрана оптимальная схема выполнения полевых
и камеральных работ. Первая съемка на карьере, площадь которого 
км, обычно состоит из
двух-трех дней полевых работ и трех-четырех дней камеральных работ (зависит от
объема рисовки изменений). Если первоначально удачно выбраны места для
съемочных работ, то последующие съемки включают только один день полевых работ.
