無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用

劉 楊

（江西省勘察設(shè)計(jì)研究院，江西 南昌 330095）

1 無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)概述

對(duì)礦山或礦區(qū)進(jìn)行航測(cè)，主要是對(duì)其地域地形、位置、以及各項(xiàng)資源的分布情況進(jìn)行一些測(cè)量和采集數(shù)據(jù)，確定相關(guān)的礦產(chǎn)資源信息，掌握當(dāng)前礦區(qū)的實(shí)際資源分布等情況，可有利于對(duì)現(xiàn)有的礦區(qū)，礦山資源進(jìn)行分配，進(jìn)行有計(jì)劃的開(kāi)采、開(kāi)發(fā)等一系列工作內(nèi)容。無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量技術(shù)的補(bǔ)充，其優(yōu)點(diǎn)：機(jī)動(dòng)靈活，高效快速，精細(xì)準(zhǔn)確，作業(yè)成本低，適用范圍廣，生產(chǎn)周期也較短，大大提高了傳統(tǒng)測(cè)量的工作效率。無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)主要利用了現(xiàn)代化的通信技術(shù)，在GPS定位技術(shù)基礎(chǔ)上，通過(guò)導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，數(shù)碼傳感器，以及數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)等，將拍攝的影像以及采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄并處理分析，來(lái)掌握被測(cè)礦山的基本情況，也可根據(jù)地形環(huán)境，資源分布等數(shù)據(jù)繪制模型來(lái)具體分析礦山、礦區(qū)的具體情況。

2 無(wú)人航測(cè)技術(shù)應(yīng)用的主要優(yōu)勢(shì)分析

2.1 獲取的影像數(shù)據(jù)分辨率較高

無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)中采用了低空飛行的方式，且配備了高清分辨率的影像采集設(shè)備，所得的影像數(shù)據(jù)分辨率能達(dá)厘米級(jí)，這是無(wú)人航測(cè)技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)。且在實(shí)際測(cè)繪中，較傳統(tǒng)人工測(cè)繪技術(shù)來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的使用范圍更加廣泛，能達(dá)人工不能到的地方和高度，對(duì)人工測(cè)繪來(lái)說(shuō)是個(gè)補(bǔ)償，且采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，避免了人員操作的誤差，對(duì)礦山測(cè)繪工作的有效開(kāi)展有重要的意義。

2.2 數(shù)據(jù)信息獲取效率較高

無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)主要是利用一些現(xiàn)代新興的技術(shù)，比如，現(xiàn)代化數(shù)據(jù)通信技術(shù)、GPS定位技術(shù)、低空飛行技術(shù)、遙測(cè)遙控以及傳感技術(shù)、高清影像采集設(shè)備等等新興技術(shù)。這些技術(shù)的使用，使無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍擴(kuò)大，解除了人工操作的一些限制，且靈活便捷，采集數(shù)據(jù)全面且精準(zhǔn)，這是無(wú)人機(jī)航測(cè)的最大優(yōu)勢(shì)。需注意的是，只要外部環(huán)境良好，無(wú)人機(jī)航測(cè)就可以連續(xù)工作，縮短了測(cè)繪工作的周期，提高測(cè)繪效率。

2.3 經(jīng)濟(jì)實(shí)用性較強(qiáng)

無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)本身成本較低，一般情況下，只要注冊(cè)成功就可飛行，且其將現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)信息技術(shù)等融入到自身設(shè)備中，在操作時(shí)方便快捷，便于應(yīng)用，能高效的完成航拍數(shù)據(jù)采集，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。加之當(dāng)前行業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，無(wú)人機(jī)航測(cè)作為新興技術(shù)，不僅在實(shí)效上縮短工期，且精準(zhǔn)度和效率上都是非常不錯(cuò)的，這為礦山測(cè)繪工作的開(kāi)展提供了較大的動(dòng)力。

3 無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目任務(wù)概況

第一，對(duì)數(shù)字線劃圖進(jìn)行采集，要注意，采集的數(shù)字線劃圖一種是比例1∶2000，一種是比列1∶5000。第二，采集的數(shù)字影像圖需是正射影像。第三，要對(duì)進(jìn)行工作的礦區(qū)繪制一份地形地質(zhì)圖。第四，對(duì)無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的精度進(jìn)行驗(yàn)證。在具體的操作過(guò)程中，就是采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行攝影工作，但是在無(wú)人機(jī)進(jìn)行工作之前，要確立一些地面控制點(diǎn)，對(duì)無(wú)人機(jī)上搭載的數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行精度的調(diào)整，這樣就能達(dá)到數(shù)據(jù)采集的要求。并且，還要把對(duì)相機(jī)的標(biāo)定結(jié)果用于實(shí)際的產(chǎn)品生產(chǎn)測(cè)繪過(guò)程當(dāng)中，這樣就可以對(duì)無(wú)人機(jī)的精度水平進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估。

3.2 無(wú)人機(jī)航測(cè)項(xiàng)目實(shí)施情況

（1）航線的設(shè)計(jì)。無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在對(duì)礦山進(jìn)行航測(cè)時(shí)，首先要根據(jù)實(shí)際的礦山情況，比如，礦山或礦區(qū)的地形環(huán)境，總的面積，以及周邊的人文環(huán)境等進(jìn)行研究分析，進(jìn)一步設(shè)計(jì)出航測(cè)的航線圖。在此過(guò)程中要注意對(duì)航線各方面進(jìn)行比對(duì)和確定，航線圖的設(shè)計(jì)中要包括無(wú)人機(jī)的飛行高度，飛行方向，以及分辨率多少和需要的飛行航線數(shù)量等，且要保證各方面數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，才能在工作中完成航測(cè)的真實(shí)準(zhǔn)確性。

（2）地面控制。無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)離不開(kāi)地面控制工作的開(kāi)展，在我國(guó)有明文規(guī)定，在采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航測(cè)時(shí)，為達(dá)到全面覆蓋待測(cè)區(qū)，需要在實(shí)際操作中根據(jù)礦山的實(shí)際情況，進(jìn)行全方位的布設(shè)工作，即進(jìn)行科學(xué)合理的布控野外采點(diǎn)，來(lái)提高航測(cè)范圍，爭(zhēng)取沒(méi)有死角，且不重復(fù)采集等目的。

3.3 加密結(jié)果精度及采集精度評(píng)定分析

（1）空中三角測(cè)量。無(wú)人航測(cè)技術(shù)雖說(shuō)是方便快捷，覆蓋面廣，但在一些數(shù)碼影像成像較小的地區(qū)，或者是地面控制點(diǎn)達(dá)不到要求的情況下，我們需要采用空中三角測(cè)量技術(shù)進(jìn)行彌補(bǔ)。此技術(shù)可以對(duì)影像外的方位元素進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)算，也可以了解一些加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)，此時(shí)可獲得更多的數(shù)據(jù)信息。再利用相關(guān)的技術(shù)軟件去處理分析這些數(shù)據(jù)信息，可大大提高測(cè)量的結(jié)果，對(duì)條件較差的航測(cè)結(jié)果有所改善。

（2）成果精度分析。對(duì)成果精度的一系列分析，需要對(duì)無(wú)人機(jī)航測(cè)和人機(jī)航測(cè)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位的比較，其中包括有兩者的飛行高度和兩者采集到的影像信息等。而對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行高度研究時(shí)，需要進(jìn)行多方面的數(shù)據(jù)采集和計(jì)算，可采用一系列計(jì)算方法對(duì)直接測(cè)量的數(shù)據(jù)和計(jì)算出的定向點(diǎn)與連接點(diǎn)中的結(jié)果進(jìn)行研究，從而得到無(wú)人機(jī)的飛行高度。

4 無(wú)人機(jī)拍攝在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用

在我國(guó)進(jìn)行礦山測(cè)繪過(guò)程中，基本都是通過(guò)采集到數(shù)據(jù)信息進(jìn)行礦山的數(shù)字結(jié)構(gòu)建模，這樣能夠更全面的分析礦山的資源分布，環(huán)境狀況，地質(zhì)地形特點(diǎn)等基本信息，為開(kāi)采時(shí)提供可靠性的依據(jù)。在實(shí)際測(cè)繪工作中，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，可科學(xué)的進(jìn)行可控制點(diǎn)的布設(shè)，并按照相關(guān)規(guī)范，規(guī)定，以及借助PTK差分定位方法對(duì)控制點(diǎn)范圍內(nèi)各項(xiàng)平面數(shù)據(jù)和立體數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的控制，從而得出更全面的航測(cè)數(shù)據(jù)。借助無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的高清影像采集設(shè)備，可記錄很多的影像信息，這些影像數(shù)據(jù)的對(duì)接，通過(guò)測(cè)圖軟件能夠有效的建立三維立體模型。可控點(diǎn)數(shù)據(jù)的設(shè)置，對(duì)影像的精準(zhǔn)度提供了保證，此時(shí)繪制出的模型，不論是輪廓還是基本的邊線等數(shù)據(jù)都是比較符合實(shí)際情況的，再通過(guò)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息間的匹配，可有效控制繪制的模型的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)是新時(shí)代下的產(chǎn)物，隨著科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在現(xiàn)代測(cè)繪行業(yè)中的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，可對(duì)礦山開(kāi)采的常規(guī)監(jiān)測(cè)以及礦區(qū)地形地質(zhì)的繪制，以及航測(cè)礦山地質(zhì)災(zāi)害等提供了有利的技術(shù)支持，其數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，和內(nèi)容的豐富性都是傳統(tǒng)人工測(cè)繪所不能及的，因此，在礦山測(cè)繪中，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)有著不可忽視的技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)保障作用。