MapInfo Professional

Вычисление объема средствами

Автор: Василий Федорович Кутырев

Одной из основных задач в маркшейдерской практике является определение объема (объем склада, отвала, насыпи и т. д.). До недавнего времени, такого рода задачи решались вручную с применением калькулятора. В ранних “Инструкциях по производству маркшейдерских работ” вычисление объемов предлагалось выполнять способом горизонтальных и вертикальных сечений, с помощью геометрически правильных тел или фигур и другими способами, обеспечивающими необходимую точность результата. На сегодняшний день с постоянно развивающимися ГИС и электронными инструментами (тахеометры, лазерные рулетки и т.д.) задача значительно упростилась. У пользователя появился выбор, в какой программе данная задача решалась бы с наименьшими затратами и кроме того интерфейс был интуитивно понятным и простым. Многолетний опыт работы в ГИС MapInfo Professional доказал правильный выбор системы, как наиболее доступной, простой и многофункциональной для решения различных маркшейдерских задач, включая вычисление объема.

И так, ГИС MapInfo Professional позволяет просто и эффективно решать задачу вычисления объема по результатам маркшейдерских замеров. Причем данная система позволяет выполнять вычисление объема как горизонтальными, так и вертикальными сечениями с визуальным контролем данных. Использование обоих способов позволяет повысить точность результата, достоверность информации, качество камеральных работ.

Использование способа вертикальных сечений заключается в построении сечений по результатам полевых наблюдений. Полевые измерения X, Y, Z выполняются относительно условного центра в условной системе координат. В качестве плановых координат принимаем измерение расстояний вдоль сечения (координата Х) до съемочного пикета и расстояние между сечениями (координата У). Координата Z определяет высотное приращение от нулевого уровня. Количество сечений определяется необходимой и достаточной точностью вычисления объема. Площадь сечения отстраивается на карте инструментом «Полигон» в масштабе 1: 1 удобном для просмотра и определяется в системе MapInfo через запрос, функции подписи или двойным кликом на сечении. Общий вид полевых измерений представлен на рис.1.

Рис.1

Для контроля построения сечений и длин линий используется «Линейка». При активизации подписи, с функцией определения площади, сразу при построении получаем площадь сечения, смотри рис.2.

Рис.2

Данный прием позволяет визуально контролировать геометрию и площадь построенного сечения. Далее объем вычисляется как сумма произведения усредненной площади соседних сечений на расстояние между ними. При одинаковом расстоянии между сечениями вычисление объема определяется формулой:

Vскл. = (S1+ …+2Si+ …+Sn) ^x H/2, где

S₁, S_i, S_n – соответственно площадь сечения первая, последующая и последняя;

H – расстояние между сечениями.

Для визуального контроля съемки данные вводятся в список (таблицу). По результатам данных отстраиваем точечные объекты, строим тематическую карту по типу «Поверхность». Создаем 3D поверхность и визуально анализируем плавный цветовой переход на предмет выраженных пятен и резких пиков или провалов поверхности, что свидетельствует об ошибке измерения или ввода данных, смотри рис.3.

Таблица данных Тематическая карта «Поверхность» 3D поверхность

Рис.3

Способ горизонтальных сечений в большей степени повторяет технологию вычисления объема вертикальными сечениями. После построения поверхности загружаем дополнительный модуль «Поверхность». Отстраиваем горизонтали с определенным шагом для достижения необходимой и достаточной точности. Уменьшение шага увеличит точность определения, но немного увеличит время обработки. Следующий этап – преобразование горизонталей в площадные объекты. Далее аналогичным образом, как и с вертикальными сечениями, получаем площади и вычисляем объем, смотри рис.4.

Построение поверхности почвы и кровли склада

Построение сечений, преобразование в площади

Рис.4

Объем вычисляется по такой же формуле:

Vскл. = (S1+ …+2Si+ …+Sn) ^x H/2, где

S₁, S_i, S_n – соответственно площадь сечения первая, последующая и последняя;

H – расстояние между сечениями.

P.S. Для получения максимальной точности построение тематической карты «Поверхность» должна отстраиваться по минимальной величине ячейки, смотри рис.5:

Рис.5

Выше мы рассмотрели пример вычисления объема с помощью внутренних функций MapInfo Professional. Данный подход измерения объемов требует знания системы MapInfo и технологию построения. От этих недостатков свободна программа Objem.exe, которая решает все выше сказанные задачи. Это самостоятельная программа в основе, которой используется ядро MapInfo. Все построения и вычисления соответственно оформлены и выводятся на печать. О работе данной программы будет рассказано в следующей статье.

В завершении хочется отметить, что перед исполнителем имеется возможность с наименьшими затратами и за короткий промежуток времени выполнить вычисление объема средствами MapInfo Professional или программой Objem.exe специально разработанной для этой цели.