Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．５１４ Ｆｅｂｒｕａｒｙ．２０１２ 现代矿业 Ｍ０ＲＤＥＮ ＭＩＮＩＮＧ 总第５１４期 ２０１２年２月第２期 Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ在地表岩移观测站布设中的应用 孔 文 张思平 宋冠忠 （山东裕隆矿业有限责任公司唐阳煤矿） 摘要以Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ作为平台研究其在地表岩移观测站布设中的应用，并通过裕隆集团 唐阳煤矿实例证明其操作的可行性，说明Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ可以节省岩移观测站布设的实地踏勘时间， 满足工程设计的需要，对其他矿山岩移观测站布设具有一定的指导意义。 关键词Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ地表移动观测站布设 虚拟地球仪软件，把卫星影像、航空像片和ＧＩＳ布置 在一个地球的三维模型上。 地表岩移观测站是矿山开采沉陷监测技术的基 础，地表岩移观测站设计的目的是确定各观测站的 位置和长度，其线路的好坏直接影响监测进度和可 行性。常规的地表岩移观测站设计多采用１：５００地 形图结合现场实际踏勘进行点位选取，由于受到地 形图成图时间限制，多数点位选取要靠实地踏勘来 完成。该方法外业踏勘工作量大，且对于点位分布、 网形强度等都有较大的影响。利用Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ对 地表岩移观测站布设，能够全面地反映出被监测区 域的地形地貌情况，减少外出踏勘工作量且能更加 直观地反映岩移观测路线。 Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ不仅仅是卫星影像浏览软件，更是 个卫星影像和地图相关资讯沟通、交流的互动平 台。该平台的互动性表现在图层功能和地标功能２ 一个方面。图层功能与ＡｕｔｏＣＡＤ软件中的图层管理 功能相似，可以把相关信息分类按图层管理，根据需 要进行显示和关闭，以保持界面的清晰整洁。 Ｇｏｏｇｌｅ公司推出Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ的同时，开放了 Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ的ＡＰ１支持，该功能让用户可以通过 ＡＰＩ进行二次开发，从而在Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ上实现更多 精彩的创意。其主要应用有地理教学、交通管理、建 筑工程设计、ＧＩＳ建设、ＧＰＳ导航以及工程测绘 Ｊ。 １地表岩移观测站的特点 地表岩移观测站按布站形式分网状观测站和剖 面线观测站。地表岩移观测站通常由两条观测站组 ３ Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ在地表岩移观测站布设中 的应用 ３．１实例概况 成，一条沿煤层走向布设，一条沿煤层倾向布设，两 者垂直相交。为了保证其观测质量，观测站应有足 够的长度。为了确定出开采沉陷的预计参数和角量 参数，地表岩移观测站需设置在地表移动盆地的主 断面上，而且控制点应位于开采沉陷的影响范围之 外。倾斜观测站可简单布设于工作面的中间部位即 裕隆集团唐阳煤矿为解决矿区“三下”开采问 题，特别是为了解决矿区内村庄下煤柱开采难题，在 矿区内６３２综采工作面开采前布设地表岩移观测 站。目的是准确围定各类构筑物的保护煤柱，做到 安全生产。６３２工作面地表为农田，无其他建筑物， 无常年地表水，回采后将引起地表农田下沉，无其他 可。若工作面的走向长度较大时，也可设立两条倾 斜观测站，二者之间的距离不小于５０ ｍ。不同类型 的观测站设计方法不完全相同，其中剖面线状观测 站都应布设在主剖面上，即走向观测站和倾斜观测 站都应该通过最大下沉点，这样才可求出较准确的 各种参数¨ 。 影响。考虑农田耕种对观测站监测的影响，故在布 设之前应做好充分的设计。 ３．２利用Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ确定观测工作面范围 地表岩移观测站位置由地下开采工作面决定， 然而Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ中的图像反映的是实际地物地貌 的情况，没有应用范围的标定，见图１。因此在观测 ２ Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ软件简介 Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ软件是美国Ｇｏｏｇｌｅ公司于２００５年 ６月推出的全球地理信息系统搜索软件。它是一款 站路线布设设计前应确定工作面在地表的范围。 根据煤矿提供的６３２工作面ＣＡＤ井上下对照 图，在Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ中可以确定工作面地表的范围。 先将ＣＡＤ图以ＢＭＰ图片格式输出至保存位置，然 孔 文（１９７０一），男，助理工程师，２７２５０８山东省汶上县南站 镇。 ４８ 孔文张思平等：Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ在地表岩移观测站布设中的应用 ２０１２年２月第２期 图１未叠加工作面图层 后在Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ中的菜单栏中选择添加／图像叠 加层，弹出新建图像叠加层对话框，在对话框中将转 化好的ＣＡＤ图像链接到Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ中，最后叠加 图像的比例根据特征标志物进行调整。实验根据工 厂和周边村庄来调整叠加图层的比例。在对话框中 根据图像亮度清晰度适当调整透明比例。然后在菜 单栏中选择添加／多变形，会弹出多边形对话框。用 鼠标按照叠加的半透明ＣＡＤ图像在Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ上 描出工作面的具体范围，然后根据工作面的具体范 围进行观测站设计。 ３．３岩移观测站设计的基本参数 地表岩移观测站的工作测点之间的距离可以根 据采区的平均开采深度来定，见表１。６３２工作面平 均深度约为５００ ｍ，按照表１要求将其地表工作测 点间距离布置为２５ Ｉ１３。６３２工作面走向长约９５０ １１１， 倾向长约１６０ ｎｌ。试验共设计４条观测站路，其中 设计布设两条走向线和两条倾向线。设计走向线１ 长约１ ５００ ｍ，布设３１个点；走向线２长约６５０ ｍ，布 设２０个点；倾向线１长８００ ｎｌ，布设１７个点；倾向线 ２长１ ２００ ｍ，布设４２个点，共设计布设１１０个测点。 表１ 开采深度与工作点间距关系 ＩＴＩ 为了确保观测成果的可靠性，观测站的控制点 应布设在地表不受采动影响的稳定区域，控制点与 相邻工作测点之间的距离可为５０～１００ ｍ。本次实 验控制点间的距离在倾向观测站和走向观测站的两 端各设置边长为５０ｍ的控制点一组。岩移观测站 测点选用埋点方式，考虑到赔偿经费问题以及村民 的心理承受能力，观测站的观测点间距本着尽量缩 短的原则，将点位选择在路旁、水沟及田垅上 Ｊ。 ３．４ 利用Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ标定岩移观测站位置 根据６３２工作面的设计参数，岩移观测站路线 按照严格的倾向线和走向线要求布设不大现实，因 为本实例中的工作面地表全部位于耕地中，观测站 测点不可能象设计中那样布置成一条直线而是沿某 一直线左右摆动。考虑耕地对埋石点的破坏和收获 季节农作物生长影响观测视线的因素，故选择两条 倾向线两条走向线来监测工作面开采变化 。考 虑以上两点，本次岩移观测埋石尽量选择在不易被 农村支路破坏的地方，见图２。 图２ ６３２工作面地表岩移观测站布设路线 ４ 结语 煤矿工作面岩移观测站布设是一项十分复杂的 工作，利用Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ进行观测站布设提供了可 靠的资料。虽然Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ中的图片不是实时的 卫星图片，但可以反映２—３ ａ前该地域的实际情 况，可以满足工程设计的需要，相比根据ＣＡＤ地形 图资料设计能更准确地反映当地的情况，路线图布 设更加直观。Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ为岩移观测站布设节省 了大量的实地踏勘时间，减少了外出工作量，在实际 运用中能够更加方便操作。 参考文献 ［１］ 邹友峰，邓喀中，马伟民．矿山开采沉陷工程［Ｍ］．徐州：中国 矿业大学出版社．２００３：２１３－２１４． ［２］赵建红，郭志磊．地表移动观测站设计［Ｊ］．煤炭技术，２０１０，２９ （４）：１５６—１５８． ［３］ 王志民，赵卫常．地表岩移观测站观测顺序［Ｊ］．河北煤炭， ２００７（５）：７－８． ［４］ 耿长良．Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ在城市轨道交通工程控制网布设中的应 用［Ｊ］．测绘通报，２０１１（７）：５４－５６． ［５］ 栾元重，谢彩香．地袁岩移观测站布设及求参的新方法［Ｊ］．山 东煤炭科技，１９９６（１）：５６－５８． ［６］ 周万茂．地表移动观测站布设及数据处理方法简析［Ｊ］．煤矿 开采，２０００，３８（１）：１４－１６， （收稿日期２０１１—１２－２８） ４９
