一、课题研究背景

在露天矿生产过程中,矿堆的体积的测量验收是一项非常重要的工作。但是,由于多数采矿作业仍属于劳动密集型产业,信息化程度不高,因此,给露天开采的测量验收带来了巨大的困难。特别是在露天矿资源枯竭后的改造阶段,常年积累下来的地形环境、地质环境等问题对矿堆的体积测量验收计算方法提出了严峻的考验,采用什么样的方法既能够保证测量的精度,同时又能够高效便捷。本课题主要以露天矿堆的数据采集和体积计算的特点为主要的研究对象,首先对现阶段各种测量计算方法的基本原理、实施方法、计算流程等进行分析;然后利用模型和软件对露天矿堆体积进行验收计算,针对不同方法在两种情况下的计算结果、计算流程及执行操作的复杂程度进行分析和评价,从而找出合理有效的找出露天矿数据采集和体积计算的特点和方法。

二、课题研究意义

通过对露天矿堆体积测算方法各种方式方法的研究和探讨，从数据采集的全站仪法、GPS RTK法、三维激光扫描法和体积测算的等高线法、断面法、格网法、DTM法进行综合的分析和处理，找出什么样的情形用什么样的方式可以有效的提高测量的效率的数据的准确性，对露天矿堆的开采有很大的帮助。

三、研究现状

1.近年来，测绘行业的社会地位有所提高，其服务领域也从单纯的测绘拓展到数据的深加工，并逐步走向数字化信息服务行业。土石方量的计算式工程费用概算及方案优选的重要因素。故工程施工前的设计阶段必须对土石方量进行结算。土石方量的计算方法有方格网法，断面法和三角网法。随着CASS测图系统的不断更新，加强，CASS测图系统不但具有强大的便捷的绘制数字化地形图的功能，而且在工程应用方面也有长足的发展，特别是在土方计算方面，CASS的测图计算方法还有断面土方计算，方格网法土方计算等。

2.在土方工程中, 一种最为传统而又比较经典的算法就是断面计算法。人们设计断面时有两种可能, 一种, 就是根据具体的地形形式, 在地形的突变处设置断面, 而另外一种, 就是根据路段, 堤段的标定桩号设计断面。断面算法之所以流行, 就是因为它的模型简单, 计算容易, 便于检核, 因此, 在施工中广泛地应用, 很少有人推测它的可靠性与准确性。特征散点计算土方工程量是一种与传统断面计算完全不同的计算方法, 这种方法, 对于外业测量来说, 要求没有断面测量那样严格, 测量方法比较灵活, 完全可以避开工地上混乱的场面对于测量工作的影响, 但是, 这种测量也不能说不对外业做任何的要求, 至少有两点是外业工作中所必须做的。第一、尽可能穷尽每一个特征散点; 第二、要有一定点的密度。对于内业来说, 要求很高, 但是, 完全可以通过程序完成各项工作。

3. 高速公路施工前，施工单位一般要进行断面测量和土方验方工作，由于设计图纸存在着时效性的问题，施工现场往往改变较大，指导施工的断面测量图和土方验方工作显得十分重要，测量的目的是计算工程施工区域的土方填数量。土方数量的测量、计算是建筑工程施工中工程量预算、编制施工组织设计和合理安排施工现场的重要依据。并且在实际工作中，这项工作往往要求时间紧，工作量大，而且测量控制点破坏严重，对测量人员要求较高。根据施工场地自然地形的不同 ,常用的测量方法有用水准仪或全站仪测量的方法，计算方法有方格网法、断面法、地形等高线法等。采用 RTK技术进行的高速公路断面测量和土方验方工作，利用 cass软件进行断面图绘制和土方计算 ,大大提高了工作效率和土方数量的计算精度。

4. 随着全球定位系统( GPS) 技术的快速发展, RTK测量技术日益成熟, 已逐步应用于工程测量的各个领域, 为测量作业带来了新的曙光。RT K 与传统的测量仪器相比, 它有着省时省工且精度高等特点, 极大地提高了作业效率。

5. 场地土方工程测量就是在施工场地平整前进行土方量测算的测绘工作, 测量的目的是计算工程施工区域的土方填( 挖) 数量。土方数量的测量、计算是建筑工程施工中工程量预算、编制施工组织设计和合理安排施工现场的重要依据。根据施工场地自然地形的不同, 常用的测量计算方法有方格网法、断面法、地形等高线法等, 使用水准仪或全站仪, 计算方法多为手工计算。我们在天津某开发区应用GPS RTK测量技术进行土方工程测量, 应用TGO 软件进行数据处理, 大大提高了工作效率和土方数量的计算精度。