CORS技術在煤礦塌陷區土地復墾測量中的應用

汪六成　戴洪寶　許繼影

摘 要：隨著經濟的日益發展，煤礦開采力度不斷加大，而隨之而來的礦區塌陷問題也越來越嚴重。因此，做好礦區土地復墾工作成為當前要解決的一個重要問題。本文以淮北市任樓礦塌陷區土地復墾工程為例，結合CORS技術，對土地復墾測量中的控制測量、地形測量、土石方量計算等三個方面進行深入探討，并對煤礦塌陷區土地復墾工程進行總結，以期為相關工作提供借鑒。

關鍵詞：CORS技術;煤礦塌陷;土地復墾;土石方量

Abstract： With the development of economy， the mining intensity of coal mine is increasing， and the problem of mining area collapse is becoming more and more serious. Therefore， to do a good job of land reclamation in mining areas has become an important issue to be solved. Taking the land reclamation project in Renlou mine subsidence area of Huaibei City as an example， combined with CORS technology， this paper made an in-depth discussion on the control survey， topographic survey and earthwork calculation in land reclamation survey， and summarized the land reclamation project in coal mine subsidence area， with a view to providing reference for related work.

Keywords： CORS technology;coal mine subsidence; land reclamation;earthwork volume

1 CORS技術簡介

隨著GPS技術的飛速發展和應用普及，其在城市測量中的作用已越來越重要。當前，利用多基站網絡RTK技術建立的連續運行（衛星定位服務）參考站（Continuously Operating Reference Stations，CORS）已成為城市GPS應用的發展熱點之一。CORS系統是衛星定位技術、計算機網絡技術、數字通信技術等高新科技多方位、深度結晶的產物[1]。CORS系統由基準站網、數據處理中心、數據傳輸系統、定位導航數據播發系統、用戶應用系統五個部分組成，各基準站與監控分析中心間通過數據傳輸系統連接成一體，形成專用網絡。

CORS是“空間數據基礎設施”最為重要的組成部分，可以獲取各類空間的位置、時間信息及其相關動態變化[2]。通過建設若干永久性連續運行的GPS基準站，提供國際通用格式的基準站站點坐標和GPS測量數據，以滿足不同行業用戶對精度定位、快速和實時定位、導航的要求，及時地滿足城市規劃、國土測繪、地籍管理、城鄉建設、環境監測、防災減災、交通監控及礦山測量等多種現代化信息化管理的社會要求。

CORS連續運行衛星定位系統在近年來不斷發展壯大，并逐漸向各個行業慢慢滲透，在礦山塌陷區土地復墾測量方面也具有相當廣闊的應用前景。

2 任樓煤礦塌陷區情況簡介

淮北礦區任樓煤礦地處安徽省北部地區的臨渙礦區。該礦區位于平原地區，地勢平坦，地標高+15.0～+27.0m，總趨勢是西北高東南低。經過多年連續不斷的開采，任樓礦區現今產量已達1.2×108t，為煤礦產業的發展做出了卓越貢獻。但是，隨之而來的負面問題也日益明顯，如采礦之后形成采空區，導致地表塌陷，使得原本的耕地變成積水區。2011年至2014年積水區面積統計如表1所示。

礦山土地塌陷造成人均耕地銳減，工農業生產用地矛盾也日益尖銳，塌陷區的農業經濟發展呈現負增長，制約了當地經濟的發展。農業是國民經濟的基礎，礦區農業肩負著為工礦企業、城鄉建設、人民生活服務的重要職能?；幢笔械V區是安徽省的煤礦生態示范區，探討淮北礦區塌陷區的土地復墾，對當地經濟發展及其他礦區的塌陷土地復墾都具有重要意義[3]。

3 CORS技術在任樓煤礦塌陷區土地復墾中的應用

3.1 礦區塌陷區控制測量

進行礦區的控制測量，首先要對測區進行實地踏勘，了解測區情況，便于下一步確定控制點位，然后填埋樁釘。由于使用CORS技術測量時需要接收GPS衛星信號，接收機在接收信號時會受到各種因素的影響，如水域等反光的地方容易引起多路徑效應，以及樹葉、房屋、高壓線、通信磁場等對傳播信號的干擾。因此，在測量施工時要特別注意這些因素。通過斜高的方式測量所有儀器的高度，然后觀察信號，待信號穩定時，進行坐標控制測量采集工作。CORS技術的應用，基本取代了傳統的靜態控制測量方法，大幅提高了控制測量的效率。

3.2 塌陷區地形測量

塌陷區地形測量通常是在大比例尺1∶1 000或1∶2 000帶狀地形圖上進行的。用傳統方法測圖，要先進行控制測量，然后進行碎部測量，最后繪制成大比例尺地形圖。使用CORS測量模式進行控制測量，可以在測區內無控制點的情況下進行測試。這種作業模式是利用幾個永久性的參考站同時向流動站發送差分信息，極大地提高了流動站點位精度，同時也可以提高測量速度，減輕外業測量的勞動強度。地形圖的測繪主要通過對點、線、面等要素來進行測量實現的。將所測得的點、線、面等數據在繪圖軟件中生成地形圖即得到最后的成果圖[4]。

3.3 土方量計算

通過地形圖發現，任樓煤礦塌陷區分為六小塊深塌區，現已成為5個池塘。此次土地復墾的基本思路是把其中1個池塘下面的土石挖出，然后分別投向其他5個池塘，保證5個池塘基本平坦，再從其他土壤好的地方取土鋪在填好的區域上面，填土深度為1m。通過整修，區域內原本廢棄的坑池變為耕地為農民所用，而挖方后的1個池塘可以進行水產養殖、整修綠化形成景觀帶。由此可見，地形的測量、區域內高程點的分布情況直接關系到后續土方量的計算。

3.3.1 土方量計算。塌陷區的土地復墾，就是要把塌陷的洼地通過填挖變成地勢平坦的地形，這就需要進行土方量的計算。土方量計算一般包括等高線法、三角網法、格網法和斷面法。這次土地復墾采用三角網法。根據三角形計算土方量：如果生成的三角網和實際地形不一樣，就可以用地性線的方法來修改，地性線就是地貌的骨架線。在彈出的對話框中輸入平整的目標高程，然后用鼠標選擇地圖上所畫的三角網，可以一起選擇，也可以分開選擇。采用這種方法計算土方量，可以自由選定或者不選定區域邊界，系統識別的就是所選區域[5]。為了保證計算的土方量結果準確，在選擇區域邊界時要注意不能選多也不能選少。三角網法土方量計算數據采集要遵循盡量多的原則，數據越多，處理的精度就會越高。

3.3.2 數據分析。通過對比施工后的地形圖和施工前的地形圖以及施工前后的實景圖，可以清楚看到土方量計算后的填挖效果。原本地勢高低起伏極為明顯且水域廣闊無法利用，但經過施工后，塌陷區域地形平坦，且土壤層已經完全可以為耕地所用。礦區復墾土地可持續利用和產業轉型，實質上是一項以土地復墾為基礎的實施產業轉型的土地生態經濟系統。塌陷區填挖方土方量如表2所示。

4 結語

CORS技術能為用戶提供準確、高效的測繪服務，因此被廣泛應用于塌陷區復墾的控制測量、地形測繪、土方量計算中。隨著CORS技術的不斷發展，其被應用的領域將越來越廣泛。

參考文獻：

[1]王黎明，劉鵬飛，王長江.CORS技術在礦山測繪中的應用發展[J].通訊世界，2016（3）：269-270.

[2]尚洪俊.CORS系統的構建及其在礦山測量中的應用[D].北京：中國地質大學（北京），2014.

[3]李曉亮.CORS系統的構建與應用[D].北京：中國地質大學（北京），2014.

[4]周復旦，趙長勝，丁佩，等.任樓礦區塌陷土地復墾規劃與利用現狀研究[J].水土保持通報，2011（1）：227-230.

[5]左洪.試析CORS技術及其在控制測量中的應用[J].中國高新區，2017（12）：15-16.