3S技术在矿区空间位置核查中的应用研究

论文摘要

在我国早期的地质矿产勘察工作中,由于在偏远地区还没有设置国家大地测量网的控制点,使得大部分地区的国家坐标系没有建立起来,因此使用了各种不同的独立坐标系统。为了方便管理和使用,需要将这些不同的地方坐标系统统一转换到标准的国家坐标系统,然而在此过程中出现的误差却使矿区的具体空间位置不能被准确的反映。矿产资源储量的空间位置不准,给矿产管理工作带来了很大困难,造成了储量家底不清、矿区归属关系不清、矿权不清等问题,且新的矿权不能设置在国家已经勘查的矿区内,致使国家的矿产资源大量被私人无偿占有,给国家经济造成了很大损失。本文就此问题,提出了对矿区的空间位置进行核查的技术方案。采用地理信息系统、遥感和卫星定位技术,建立矿产空间基础数据库;把从矿区提取出来的地形特征与四川省标准地形图进行特征匹配,初步确定矿区的位置和范围;然后对矿区坐标进行转换,将所有矿区坐标用北京54坐标系来表示;最后将矿区矢量数据与遥感影像进行套合,对位置不对的矿区进行重新校核调整,实现矿区位置的精确定位,从而建立准确完整的矿区空间位置分布数据库。主要研究工作如下:(1)数据处理:收集并整理地质勘探多年积累下来的大量四川省矿区的地质、测量、勘探、生产等方面的原始资料,将与矿区位置核查相关的所有基础信息包括地形地貌图、地质矿产图、采矿权探矿权分布图、文档资料、遥感影像等进行处理和编辑,以便在矿产储量空间基础信息数据库的建设中能将图形数据、文档数据和影像数据规范地纳入;(2)建立矿产空间基础信息数据库:以数据中心为设计模式,按照统一的标准,采取统一规划、分步实施的策略,建立矿产储量空间基础信息数据库,既实现了矿产数据资料的信息化和统一管理,又为矿区位置范围及储量核查提供了基础数据平台和可靠依据;(3)矿区位置初步识别:分析图像匹配技术,确定本文匹配策略,将从矿区地形地质图中提取出来的等高线与四川省标准地形图进行特征匹配,结果以候选靶区的形式提供,然后人工针对自动化快速定位所获得的有限的几个靶区,按匹配度优先顺序,在标准地形图上做结果的目视验证,确定矿区的位置范围;(4)矿区精确定位:从矿区图件的扫描数字化成果中提取特征信息,包括矿区范围、等高线、河流道路、断层褶皱等,然后对所研究矿区的地质报告进行分析,提出地方坐标系统与国家坐标系统之间的转换方法,并完成矿区的坐标转换,实现矿区坐标系统的统一。同时,对矿区对应的正射影像进行处理,将矿区矢量数据与正射影像套合叠加,通过精度分析并反复校正,实现矿区的精确定位,最后进行野外核查验证,从而建立正确的矿区分布范围数据库。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题依据与研究意义
• 1.2 研究现状与发展趋势
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.4 研究区概况
• 第2章 数据处理
• 2.1 图形数据处理
• 2.1.1 地图投影与坐标系选择
• 2.1.2 图形数字化
• 2.1.3 图层属性建立
• 2.2 文档数据处理
• 2.2.1 文档数据处理内容
• 2.2.2 文档数据模式设计
• 2.3 遥感影像处理
• 2.3.1 遥感图像及其参数
• 2.3.2 遥感图像预处理
• 第3章 矿产空间基础数据库的建立
• 3.1 建库模型设计
• 3.2 空间核查基础数据库
• 3.3 矿产储量专题数据库
• 3.3.1 数据库设计范式分析
• 3.3.2 数据库概念设计
• 3.3.3 数据库逻辑设计
• 第4章 矿产储量空间位置识别
• 4.1 图像匹配概述
• 4.1.1 图像匹配技术
• 4.1.2 图像匹配分类
• 4.1.3 图像匹配流程
• 4.2 确定匹配策略
• 4.2.1 模板匹配
• 4.2.2 基于纹理特征的匹配
• 4.2.3 SIFT 特征匹配算法
• 4.3 矿区地形特征匹配
• 第5章 矿区位置精校正
• 5.1 矿区空间信息提取
• 5.2 矿区坐标转换
• 5.2.1 换带计算
• 5.2.2 地方椭球参数计算
• 5.2.3 地方独立坐标与国家坐标的转换
• 5.2.4 GPS 测量反演验证
• 5.3 遥感图像处理
• 5.4 矿区位置套合
• 5.5 野外验证
• 结论与讨论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得学术成果
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目