Создание комплекса геопространственной основы на территорию ОАО «Лебединский горно-обогатительный комбинат»

0

В.Е. Алексеев

Стремительное развитие технологий в горнодобывающей отрасли обуславливает рост добычи полезных ископаемых, что, в свою очередь, приводит к необходимости создания более совершенных технологий обслуживания производства горных работ, мониторинга развития территории, прилегающей к карьеру.

На решение задач маркшейдерского обслуживания на карьерах технический прогресс оказал за последнее десятилетие значительное воздействие. Внедрение электронных тахеометров упростило работу маркшейдера, многократно увеличив скорость и точность производимой съемки и упростив процесс обработки результатов. Единственным их минусом была невозможность проведения тотальной съемки, т.е. получения данных не только об объекте в целом, что имеет значение, например, при необходимости восстановления утраченных планов горных выработок карьера, но и при планировании новых разработок, мониторинге состояния прилегающей территории.

Поэтому внедрение космической стереосъемки сверхвысокого разрешения в комплексе с радарной съемкой высокого разрешения и применяемыми на данный момент методами съемки электронным тахеометром и лазерным сканированием, должно стать повсеместной практикой создания геопространственной основы для открытых разработок полезных ископаемых.

В марте 2011 г. компания «Совзонд»  выиграла конкурс, объявленный ОАО «Лебединский горно-обогатительный комбинат», на создание геопространственной основы.

Целью работы являлось решение несколько задач:

  • свести разрозненные данные на территорию ГОКа, находящиеся у службы главного маркшейдера в разных форматах, в том числе и в аналоговом виде в единое геоинформационное пространство;
  • получить актуальную топографическую карту масштаба 1:5000 на интересующую территорию, включая прилегающие, перспективыне с точки зрения развития разработок районы;
  • получить высокоточную 3D-модель интересующей территории (рис. 1) для работы в специализированном маркшейдерском ПО;
  • получить бумажные планшеты масштаба 1:5000, напечатанные в соответствии с условными знаками и ГОСТами, применяемыми к аналоговым топографическим картам.

Площадь интересующей территории составила 270 кв. км. (рис. 1)

Рис. 1. Площадь интересующей территории (показана красным контуром)
Рис. 1. Площадь интересующей территории (показана красным контуром)

ОАО «Лебединский горно-обогатительный комбинат» — один из ведущих российских производителей железорудного сырья. Компания расположена в городе  Губкин Белгородской области и входит в металлургический холдинг «Металлоинвест».

На территорию работ в начале июня 2011 г. американским спутником GeoEye была оперативно проведена космическая стереоскопическая съемка с разрешением 0,5 м (рис. 2).

Параллельно с планированием съемки проводился анализ существующего топографического материала, сканирование старых планшетов масштабов 1:2000, 1:5000 образца 1986-88 гг., которые планировалось использовать в работе. Однако, как показало дальнейшее развитие проекта, эти планшеты практически не применялись ввиду огромных расхождений по состоянию местности.

Рис. 2. Космический снимок. Спутник GeoEye, июнь 2011 г.
Рис. 2. Космический снимок. Спутник GeoEye, июнь 2011 г.

Теоретически, аппарат GeoEye должен был давать точность, достаточную для картографирования территории в масштабе 1:10 000, на практике привязка снимка была осуществлена с помощью двухчастотного GPS-приемника Epoch-25.

Опознавание точек планово-высотного обоснования в соответствии с рабочим проектом осуществлялась только находясь на этих точках. Опознавание точек на расстоянии не допускалось. На каждую опознаваемую точку составлялся абрис и профиль местности, где указывалась высота до точки, если она расположена не на земной поверхности и высота вехи до приемника, с точностью до 0,005 м, и давалось краткое описание положения точки (рис. 3) . Если точка планово-высотного обоснования, указанная в проекте не могла быть надежно опознана на местности, допускалось проводить опознание и измерение на другой точке по выбору в пределах указанных в проекте планово-высотного обоснования. СКО измерения координат и высот точек составила 0,1 м. Всего было набрано 19 точек.

Рис. 3 Точка привязки №9: дорога Салтыково-Губкин, перекресток с круговым движением
Рис. 3 Точка привязки №9: дорога Салтыково-Губкин, перекресток с круговым движением

После получения координат и высот точек планово-высотного обоснования выполнялись следующие фотограмметрические работы:

  • трансформирование снимков по опорным точкам;
  • расчет стереорпар;
  • создание цифровой модели рельефа (ЦМР);
  • ортотранформирование снимков;
  • создание бесшовной ортомозаики.

Все указанные выше работы выполнялись в программном комплексе Trimble INPHO.

Заслуживает особого внимания точность создания ЦМР по стереопаре. Как уже писалось выше, точность позиционирования объектов на снимках со спутника GeoEye без полевой привязки сопоставима с точностью карты масштаба 1:10 000. Но после построения ЦМР по привязанным в поле стереопарам расхождения относительно планово-высотной опоры в плане составили  0,2 pix и по высоте 0,5 м.  Контрольные измерения на полевой приемке работ показали в некоторых местах расхождения до 1,0 м, но тем не менее точность ЦМР вполне удовлетворяла решению поставленной задачи (рис 4)

Рис. 4. Цифровая модель рельефа интересующей территории
Рис. 4. Цифровая модель рельефа интересующей территории

Цифрование объектов содержания карты масштаба 1:5000 производилось в ПО ArcGIS. Как известно, несмотря на все достоинства, ПО ArcGIS все-таки больше предназначено

Рис. 5. Образец цифровой карты
Рис. 5. Образец цифровой карты

для работы уже с готовыми цифровыми картами местности и создавать в ней карты с «нуля» не вполне неудобно. Однако, в компании «Совзонд» были разработаны приложения, способные облегчить и автоматизировать труд оператора векторизации, а также реализованы автоматические технологии проверки качества продукции. В результате получилась вполне применимая как в геоинформационных системах, так и для вывода на печать карта (см. рис. 5).

Определенные трудности вызвал процесс конвертации цифровой карты из формата TAB (Mapinfo) во внутренний формат программного комплекса «Геомикс», который применяется в маркшейдерской службе ОАО «Лебединский ГОК». Несмотря на заявленную разработчиками «Геомикса» возможность экспорта-импорта данных из всех наиболее известных векторных форматов, процесс импорта данных происходил некорректно. Не передавались тексты, нестабильно считывалась информация о высотах, площадные объекты самопроизвольно преобразовывались в «Геомиксе» линейные. Однако, проблема в конце концов решилась общими усилиями компании «Совзонд», специалистов ОАО «Лебединский ГОК» и ОАО «ВИОГЕМ», который является разработчиком «Геомикса»

Этот случай — не единственный в своем роде у разработчиков отечественного программного обеспечения. Стремясь обеспечить себе устойчивый источник дохода помимо продажи «софта», от продажи картографического обеспечения и прочих геопространственных данных, разработчики стремятся к тому, чтобы единожды приобретя программное обеспечение, заказчик приобретал бы у них и топографическую основу. Посему отечественные «софты» грешат тотальной закрытостью. Как пример можно привести такой древний продукт, как «Нева», который считался до недавнего времени единственным для подготовки карт к изданию и до сих пор используется в качестве графического пакета в отечественной системе планирования сотовой связи RPLS ONEGA. В «Неве» нет и никогда не было развитого интерфейса обмена данными, хотя программа была довольно популярна у картографов начиная с 1995 г. При всей своей уникальности в плане специального функционала, позиция закрытости и обособленности в наш век интеграции и инноваций приводит к отстутствию развития программного обеспечения и, как следствие, к вытеснению его с рынка иностранными, более развитыми аналогами.

Рис. 6. Карта масштаба 1:5000 на территорию ОАО «Лебединский ГОК»
Рис. 6. Карта масштаба 1:5000 на территорию ОАО «Лебединский ГОК»

Подготовка карт масштаба 1:5000 на территорию ОАО «Лебединский ГОК» к изданию проводилась в программном комплексе «Карта-2010» версии 11. За исключением некоторых мелочей, модуль подготовки к печати отработал на «отлично» (рис. 6).