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“一张网”让矿山监控更智慧 中煤地质报第2854期
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“一张网”让矿山监控更智慧

——重庆地研院推动现代测绘基准(矿山)基础设施整合建设综述

2024-3-4 作者 罗喜林 邓朝松

一直以来,重庆市矿山开采中存在测绘基准缺失、测绘精度不足、监管手段传统等难点、痛点问题,重庆市规划和自然资源局坚持问题导向,由测绘处牵头,会同矿管处,以重庆地质矿产研究院为技术支撑,充分发挥测绘基础先行作用,于2021年启动现代测绘基准(矿山)基础设施整合建设。该项目利用现代测绘新技术、物联网技术和空间定位技术,历时3年完成546个基准点,在全市铺设出现代测绘基准“一张网”,覆盖全市大中型矿山和重要矿产资源的测绘基准点,利用现代物联网科技创新手段,服务保障矿业权高水平管理,这也是推进数字化重庆生动实践的一个缩影。基于这些成果,该项目融合矿产资源遥感监测技术,形成矿产资源开发“空-天-地”一体化监测工程,荣获2023年地理信息产业优秀工程金奖。

近年来,为贯彻落实党中央关于数字中国、数字经济等战略部署,自然资源部提出加快推进测绘地理信息事业理念创新、管理创新、技术创新、服务创新,确定了“为数字中国建设打造统一的时空基底、为高质量发展提供丰富的数据要素保障、为地理信息产业发展营造优良环境、为构建新安全格局严守测绘地理信息管理底线”的工作方向。

围绕自然资源保护和利用“十四五”规划,重庆市规划和自然资源局全面推进绿色矿山建设、矿山生态修复、矿山实地核查、矿业权监管等领域工作,以高精度智慧测绘推进矿产资源有序开发,提升战略性矿产资源供应保障能力。

实时监测、动态监控,基准点内部嵌入物联网“心脏”

结合重庆市矿山实际情况,为了实时动态监测基准点健康状况,及时发现因采动影响、人为原因或者其他自然因素导致的基准点位移,该项目在基准点内部嵌入物联网“心脏”,提高监管效力。

以往,矿山基准点多数位于矿区附近,容易受到采动影响或者人为破坏。项目采用的新型物联网倾角传感器具有低功耗、高灵敏度的特点,能够达到实时动态监测基准点健康状况的效果。为了确保效果,项目部通过放大试验对信号进行优化,通过不同环境条件下试验,匹配与设备高度吻合频率的外置天线,并参考丰巢快递存货箱设计,将物联网天线延长,置于保护壳外。

建设项目分为三个阶段,第一阶段主要是在2021年,利用新型物联网基准点在10个矿山开展测绘基准整合建设(试点),共建成新型物联网基准点38个,初步达到预期效果;2022年进入第二阶段,在42个矿山开展传统基准点升级,34个矿山建成新型物联网基准点,实现综合运用检测;综合2023年第三阶段工作的顺利实施,项目累计建成 305个新型物联网基准点、升级 241个传统基准点。

技术人员王宴会介绍,因为基准点以前没有动态监控,有的矿山可能会悄悄越界开采且不会被发现,或者会滞后很久才发现。现在,全市测绘基准点内部已嵌入物联网“心脏”,若有人违法开采,就会立即报警。

三点融合、一点多用,支撑高精度影像快速获取

技术人员在现场测绘时,主要选择晴朗无风天气进行观测,逐项填写观测手簿,并利用仪器高观测至少2个测回,每个测回观测3个方向,数据保留原始格式。当天观测结束后,作业组长组织开展观测数据检查,同步采集RTK快速静态数据。为了确保各项数据的精准,补测时还增加不同矿山间点的同步观测,增加同步观测时长和时段数,提高高度截止角,加强薄弱点位与起算点之间的联测。

结合矿产资源管理“空中飞”“地上测”的工作模式,该项目创新性地将平面控制点、高程控制点、像控点融合为一体化设计,实现一点多用,为“空中飞”“地上测”提供合法高精度的起算依据,避免了控制测量的重复作业。

高精度影像目前已成为矿产资源管理的重要数据来源,其获取需要利用无人机完成,影像精度高度依赖地面控制点。以往情况下,每次获取影像均需单独布设地面像控点,工作效率低。新型基准点可以作为高精度影像采集地面像控点使用,避免重复测绘,有效提高工作效率,实现矿山高精度正射影像一小时内获取。

该项目在现有测绘设施的基础上,利用现代测绘新技术、物联网技术和空间定位技术,通过新建、改建和利用的方式建立地基稳定、分布合理、利于长期保存的基础设施,形成覆盖矿山生产范围的现代测绘基准点。通过覆盖全市大中型矿山和重要矿产资源,依托自然资源地上地下一体化三维平台,能够及时准确获取矿山开采边界、界桩等信息,统筹矿山测绘基准,助力精准智能管控,为智慧矿山建设提供时空基准,为矿产资源管理插上科技的翅膀。

覆盖全市、搭建平台,形成高精度矿山测绘基准点“一张网”

基准点建设现场

项目历时3年,完成23个区县86个矿山379个基准点的建设工作,完成了全市近200个大中型矿山和重要矿产资源的测绘基准,形成了高精度矿山测绘基准点“一张网”。 目前,依托该项目,已申请国家专利4项、软件著作权2项,发表论文2篇,自主研发物联网设备2款,构建自然资源地上地下一体化信息平台1个。

项目负责人周珉羽介绍,“现代测绘基准(矿山)基础设施整合建设”构建了全市高精度的新型矿山测绘基准点“一张网”,有效解决了测绘基准缺失、测绘精度不足、监管手段单一等难点、痛点问题,为应用单位提供了准确的测绘数据,为进一步摸排和发现非法采矿行为提供支撑,具有显著的经济效益和社会效益。其应用成果获得了各应用单位的高度评价和认可,为重庆市多个矿业权实地核查技术单位提供了基准点数据,有效提高工作效率50%以上,成果精度提高60%以上。同时,为全市重要矿山提供基准点数据,实现矿山采场精准控制,如金顺矿业公司通过基准点精准标定采场标高与控制线,大幅度减少矿柱留设,有效提高矿产资源回采率,回采率高达95%。

下一步,该项目将整合全部基准整合建设成果,接入已有的矿山产品服务管理系统,充分利用全市高精度的新型矿山测绘基准点“一张网”,结合矿山开采边界、电子界桩等信息,对基准点姿态数据进行可视化分析和实时监测,进一步扩大新型矿山基准覆盖范围,助力矿山智能管控。

 

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