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从卫星地图获取露天矿的开采深度

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1 引言

这篇文章的目的是想从卫星地图(GoogleEarth)上获取露天矿的开采深度。显然这种方法不能精确地获取当前状态的确切数值,主要因为Google地图不是实时的,而且精度有限,不过,如果我们只是想大致了解一下当前的开采状态【最新统计53个 | 世界上开采最深的露天矿(开采深度大于400m)】,并不依靠这个方法作边坡设计,那么这种方法应该是可行的。本文描述了两种处理数据的方法:Surfer和QGIS。


2 获取kml文件

通过卫星地图获取高程数据。首先使用坐标或矿山名称在Google Earth中定位矿区位置,如下图所示,然后使用"Add Path"工具沿着感兴趣的范围画出路径,间距越小,数据点越多,结果越精确,然后把位置保存为kml文件(nanfen.kml)。

2 转换为txt文件

使用gpsvisualizer或其它工具把kml文件转换为txt文件,当转换时,有两种输出格式,一种输出格式是GPX文件,另一种输出格式是纯文本txt文件。理论上GPX文件可以在ArcGIS或QGIS【基于点云数据的地质结构分析(Structural geology)】中直接读入进行更高级的处理,不过测试显示在QGIS中不能成功导入生成的GPX文件,具体原因目前还不清楚,因此选择输出纯文本格式txt文件(nanfen.txt)。这个文件主要由点的坐标值和该点的高程值组成,共计3133个数据点。

从这个数据可以查看高程的最小值为275.1, 最大值为702.7, 因此可以大致获得该露天矿的最大开采深度为428m


3 绘制等值线图

打开Surfer,导入上述txt文件,创建Grid Data(nanfen.grd),注意x,y,z的值必须与txt文件的列相对应。  

一旦创建了grd文件,便自动产生出等值线图,下图中红色代表着矿坑的最高点,蓝色则是采场底部。使用Surfer也可以作出剖面图,从而能够进行二维边坡稳定性分析。

4 在QGIS中显示

在QGIS中,使用数据源管理器导入上述txt文件(nanfen.txt),

产生点源图,然后对其插值,这个过程与Surfer中使用的Kriging方法原理相同,这里我们使用IDW方法插值。逆向距离(IDW, Inverse Distance Weight)插值假设相互靠近的事物比相距较远的事物更相似,根据每个数据点与样本点的距离来加权。这个概念在机器学习中广泛使用【使用二维和三维钻孔管理器建立边坡模型(Borehole Manager)】。

插值后显示的最小值为275.2(实际值275.1),最大值为702.6(实际值为702.7),值得说明的是插值需要一定的技巧,否则得出的区间值不是真实的值。最后的结果如下图所示。

5 结束语

使用上述方法,可以获取任何一个矿山当前的开采深度,尽管采矿是动态变化的,但是作为初略估算,一年之内的误差是完全可以接受的。


来源:计算岩土力学
理论
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-06-14
最近编辑:1年前
计算岩土力学
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