無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在礦山測(cè)繪工作中的應(yīng)用

劉兵兵

（新余市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江西 新余 338000）

無人機(jī)航測(cè)技術(shù)作為新興遙感技術(shù)中的一種，有著多重優(yōu)勢(shì)，在礦山測(cè)繪中，起到了不可缺少的作用，保障了我國(guó)國(guó)土資源的安全。在應(yīng)用過程中，無人機(jī)具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì):實(shí)時(shí)傳輸航測(cè)影像，應(yīng)用范圍廣，工作人員安全獲得保障，對(duì)危險(xiǎn)地區(qū)能夠進(jìn)行檢測(cè)，減少礦山測(cè)繪成本，提高工作效率，對(duì)無人機(jī)航測(cè)技術(shù)進(jìn)行改良、創(chuàng)新，比傳統(tǒng)人力航測(cè)技術(shù)的要求更高，而隱蔽性、靈活性以及實(shí)用性更強(qiáng)。

1 無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的簡(jiǎn)要概述

在礦區(qū)和礦山中航測(cè)，主要是對(duì)其位置，地形，資源分布進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與測(cè)量，對(duì)其礦產(chǎn)資源信息進(jìn)行確定，掌握實(shí)際資源分布，有利于分配礦山、礦區(qū)資源，有計(jì)劃的開發(fā)與開采等工作內(nèi)容。無人機(jī)航測(cè)是對(duì)傳統(tǒng)航測(cè)的補(bǔ)充，它的優(yōu)點(diǎn)有:高效快速、成本低、機(jī)動(dòng)靈活、使用范圍廣、精細(xì)準(zhǔn)確、周期短等，其工作效率大大提高。其技術(shù)主要采用了現(xiàn)代化通信技術(shù)，在GPS定位基礎(chǔ)上，運(yùn)用分析數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、定位與導(dǎo)航系統(tǒng)、數(shù)碼傳感器等，將采集的數(shù)據(jù)和拍攝到的影像進(jìn)行記錄、分析和處理[1]。掌握礦山實(shí)際情況，依據(jù)資源分布、地形環(huán)境等進(jìn)行模型繪制進(jìn)行礦區(qū)以及礦山情況分析。

2 無人機(jī)航測(cè)技術(shù)對(duì)礦山繪測(cè)工作的影響

伴隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)逐漸進(jìn)步與發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求有了更高的提升，必須加強(qiáng)對(duì)礦山的開發(fā)、測(cè)量等相關(guān)工作。無人機(jī)航測(cè)技術(shù)能夠提升礦山礦產(chǎn)資源的利用率，因此需要不斷的對(duì)無人機(jī)航測(cè)技術(shù)進(jìn)行改良。同時(shí)在使用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)時(shí)，要加強(qiáng)無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的管理工作，使其能夠?yàn)榈V山繪測(cè)工作提供更加有效的保障，提升礦山繪測(cè)工作的準(zhǔn)確性。

3 應(yīng)用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

3.1 整體對(duì)礦山進(jìn)行監(jiān)控

在開采礦山進(jìn)行測(cè)繪同時(shí)，周圍的環(huán)境會(huì)因此收到嚴(yán)重影響。無人機(jī)航測(cè)這項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)ο嚓P(guān)工作進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管控制，使周圍的環(huán)境不因開采等工作而受到破壞，使得對(duì)礦山進(jìn)行開采等工作時(shí)能夠順利進(jìn)行[2]。一般來講，礦產(chǎn)資源比較富裕的地方，地質(zhì)資源與其他地方相比較惡劣，對(duì)其具體的地理位置很難確定與分析，使信息采集艱難，測(cè)繪數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較低，通過無人機(jī)航測(cè)技術(shù)，就能夠有效解決這類問題。無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在較低地面飛行，拍攝其地理面貌，能夠在較短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行測(cè)繪數(shù)據(jù)評(píng)定，使信息獲取能夠更加快速、完整。

3.2 獲取數(shù)據(jù)與圖像

對(duì)礦山進(jìn)行測(cè)繪與開發(fā)同時(shí)，需要根據(jù)一定數(shù)據(jù)來建設(shè)開發(fā)，要用大量數(shù)據(jù)與圖像當(dāng)作填充，需要有良好的運(yùn)行管理系統(tǒng)作保障。在傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)中，這些數(shù)據(jù)很難得到，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)可以對(duì)較近地面距離進(jìn)行拍攝，在偏遠(yuǎn)地區(qū)也可以實(shí)現(xiàn)這種近距離拍攝。

3.3 監(jiān)控、保護(hù)礦產(chǎn)資源

無人不知礦產(chǎn)資源都屬于不可再生資源，所以要科學(xué)開采、科學(xué)利用以及科學(xué)建設(shè)。我國(guó)相關(guān)法律法規(guī)的頒布中，不允許私人對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行建設(shè)、開采，但還是存在私自開采的現(xiàn)象[3]。我國(guó)地域廣闊，面積較大，實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控很難做到。在這些地域中，有關(guān)單位與政府可以運(yùn)用新型技術(shù)比如無人機(jī)航測(cè)技術(shù)對(duì)礦山進(jìn)行航測(cè)，實(shí)現(xiàn)有效的礦產(chǎn)資源監(jiān)測(cè)，從而保護(hù)礦產(chǎn)資源。

3.4 獲取分辨率較高的影像數(shù)據(jù)

無人機(jī)航測(cè)技術(shù)運(yùn)用了低空飛行的方式，配有高分辨率的影像設(shè)備，所獲取的影像數(shù)據(jù)中能夠達(dá)到厘米級(jí)的分辨率，這也是無人航測(cè)技術(shù)中的一大優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際測(cè)繪工作中，與傳統(tǒng)的人工測(cè)繪技術(shù)比較，這項(xiàng)技術(shù)使用范圍更廣，人工不能達(dá)到的高度和地方它都能達(dá)到，而且能夠準(zhǔn)確地采集數(shù)據(jù)，防止人員操作時(shí)的誤差，對(duì)有效開展礦山測(cè)繪有著重要意義。

3.5 高效率獲取數(shù)據(jù)信息

無人機(jī)航測(cè)技術(shù)利用了現(xiàn)代新興技術(shù)，像GPS定位、低空飛行、現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信、高清采集設(shè)備、傳感、遙測(cè)遙控等新興技術(shù)。使用這些技術(shù)，擴(kuò)大了無人機(jī)航測(cè)應(yīng)用范圍，一些使人工操作受到限制的條件得到解除，并且便捷靈活，采集的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)且全面[3]。外部環(huán)境只要良好，無人機(jī)航測(cè)就可以進(jìn)行連續(xù)工作，使工作周期縮短，測(cè)繪效率提高。

3.6 較強(qiáng)經(jīng)濟(jì)適用力

一般情況下，因?yàn)檩^低成本的無人機(jī)航測(cè)技術(shù)，只需成功注冊(cè)就可以飛行，且設(shè)備中融入了計(jì)算機(jī)信息、網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)，在運(yùn)行中快捷方便，能使數(shù)據(jù)采集高效完成，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性比較強(qiáng)。當(dāng)前行業(yè)間激烈的競(jìng)爭(zhēng)，被當(dāng)作新興技術(shù)的無人機(jī)航測(cè)技術(shù)，不僅使工期縮短，而且效率和精準(zhǔn)度上也十分不錯(cuò)，為開展礦山測(cè)繪提供了動(dòng)力。

4 在礦山測(cè)繪中無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

4.1 概括項(xiàng)目任務(wù)

第一、采集測(cè)繪數(shù)據(jù)，制作數(shù)字線劃圖，需要注意比例尺，一種是1:5000比例尺，一種是1:2000比例尺。第二、所采集到的影像圖是中心投影圖像，要轉(zhuǎn)換為正射影像圖。第三、繪制一份工作礦區(qū)的地形地質(zhì)圖。第四、驗(yàn)證采集數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。在實(shí)際操作過程中，采用無人機(jī)進(jìn)行拍攝，工作前要確立控制點(diǎn)，調(diào)整搭載在無人機(jī)上的數(shù)碼相機(jī)，達(dá)到采集數(shù)據(jù)的要求。在實(shí)際生產(chǎn)測(cè)繪中，要采用相機(jī)標(biāo)定結(jié)果，這樣可以準(zhǔn)確的對(duì)無人機(jī)航測(cè)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。

4.2 項(xiàng)目的實(shí)際情況

（1）設(shè)計(jì)航線。對(duì)礦山進(jìn)行無人機(jī)航測(cè)時(shí)，首先依據(jù)礦山實(shí)際情況，像礦區(qū)、礦山地理環(huán)境、總面積等進(jìn)行分析研究，設(shè)計(jì)出航線圖。在這一過程中，確定航線要考慮各方面因素，如：無人機(jī)飛行方向、分辨率、飛行數(shù)量、高度等，保障無人機(jī)飛行安全，采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、全面、符合要求。

（2）地面控制。進(jìn)行無人機(jī)航測(cè)技術(shù)時(shí)，開展地面控制工作不可缺少，我國(guó)明文規(guī)定中，采用無人機(jī)航測(cè)時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行操作，要達(dá)到周密覆蓋待測(cè)區(qū)，就要對(duì)野外采點(diǎn)進(jìn)行合理科學(xué)的布控，使航測(cè)范圍擴(kuò)大，爭(zhēng)取無死角，不重復(fù)等。在應(yīng)用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)時(shí)，能夠合理科學(xué)的布設(shè)控制點(diǎn)，并依據(jù)相關(guān)規(guī)定，有效借助PTK定位方法控制立體數(shù)據(jù)與平面數(shù)據(jù)，因此得到更完美的航測(cè)數(shù)據(jù)。布設(shè)控制點(diǎn)，保障了影像精準(zhǔn)度，再匹配數(shù)據(jù)信息，所繪制的模型準(zhǔn)確性得到有效控制。

4.3 評(píng)定分析采集精度和加密結(jié)果精度

（1）空中三角測(cè)量。雖然無人機(jī)航測(cè)技術(shù)有著覆蓋面廣、方便快捷的特點(diǎn)，但在一些較小影像成像的地區(qū)，我們需要采用空中三角測(cè)量方法。這項(xiàng)測(cè)量技術(shù)可以精確計(jì)算出影像的外方位元素，還可以對(duì)一些加密坐標(biāo)進(jìn)行分析，獲取更多數(shù)據(jù)。再通過相關(guān)技術(shù)的運(yùn)用，分析處理這些數(shù)據(jù)，使測(cè)量結(jié)果的精度大大提高。

（2）分析成果精度。對(duì)成果精度進(jìn)行分析，就需要比較人機(jī)航測(cè)與無人機(jī)航測(cè)所采集到的數(shù)據(jù)，包括兩者采集的影像信息和飛行高度等。研究無人機(jī)飛行高度時(shí)要多方面計(jì)算和采集數(shù)據(jù)，運(yùn)用一些計(jì)算方法研究計(jì)算出的連接點(diǎn)與定向點(diǎn)的結(jié)果和直接測(cè)量數(shù)據(jù)的結(jié)果，進(jìn)而得到無人機(jī)飛行高度。通過一系列的數(shù)據(jù)計(jì)算比較，將無人機(jī)航測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，充分確保其成果準(zhǔn)確度。

5 結(jié)束語

隨著科技不斷進(jìn)步，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在礦山開采中不斷改進(jìn)與升級(jí)，在礦山測(cè)繪工作中發(fā)揮了其優(yōu)勢(shì):獲取數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)度，保護(hù)周圍環(huán)境，監(jiān)測(cè)礦山開采和礦產(chǎn)資源保護(hù)等。使得礦山測(cè)繪工作中大幅度的提高了效率，減少了工作人員在手工測(cè)繪時(shí)誤差的產(chǎn)生，從而測(cè)繪成本有所減少。這都是傳統(tǒng)人工測(cè)繪中不能達(dá)到的，因此，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)十分重要，有著不可忽視的數(shù)據(jù)保障和技術(shù)支撐的作用，使礦山測(cè)繪工作能夠穩(wěn)定進(jìn)行。