朱 萍
(浙江華坤地質(zhì)發(fā)展有限公司,浙江 溫州 325000)
社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,我國(guó)正在不斷增強(qiáng)整體實(shí)力,對(duì)發(fā)展科技產(chǎn)生更高要求,因此,國(guó)家鼓勵(lì)創(chuàng)新各種技術(shù),基于這一環(huán)境,無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展速度極快,一定程度推動(dòng)我國(guó)各個(gè)行業(yè)的進(jìn)步,有必要對(duì)無(wú)人機(jī)航測(cè)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行全面分析。
(1)技術(shù)原理。將固定翼或多旋翼無(wú)人機(jī)飛行器作為關(guān)鍵載體,使用GNSS導(dǎo)航和IMU模塊,提高了數(shù)字相機(jī)的分辨率,關(guān)鍵作用是拍攝地面,還可以利用計(jì)算機(jī)軟件合理處置航片數(shù)據(jù),如此可以迅速產(chǎn)生低空高分影像的航測(cè)系統(tǒng)。相較于傳統(tǒng)航測(cè),提升生產(chǎn)水平,節(jié)省投入成本[1]。
(2)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。第一,良好的應(yīng)急性能。在測(cè)繪礦山時(shí),時(shí)常會(huì)產(chǎn)生大量突發(fā)情況,傳統(tǒng)解決方法是有關(guān)部門或企業(yè)利用人機(jī)航測(cè)方法,產(chǎn)生全新測(cè)繪,但這種方法需要投入高額經(jīng)濟(jì)費(fèi)用,加之天氣和不可抗因素的影響造成不能預(yù)估的危險(xiǎn),但無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)有效解決這部分問(wèn)題,在具體勘測(cè)中可以有效解決應(yīng)急問(wèn)題。第二,周期短,成本低。在應(yīng)用中,由于技術(shù)表現(xiàn)的創(chuàng)新特點(diǎn),嚴(yán)重縮短了應(yīng)用技術(shù)時(shí)間,僅要求人工運(yùn)行無(wú)人機(jī),不但這樣,制作與運(yùn)行無(wú)人機(jī)航測(cè)成本相對(duì)不高,造價(jià)不高相應(yīng)減輕有關(guān)部門經(jīng)濟(jì)壓力,這也是技術(shù)優(yōu)勢(shì)。幫助使用部門充分獲得技術(shù)最大價(jià)值。第三,準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。在開(kāi)展地質(zhì)勘測(cè)操作中,由于在機(jī)身上利用航測(cè)技術(shù)配置高端性能的相機(jī),在飛行中獲得十分清晰圖像和攝影,一定程度提高了后續(xù)換算和勘測(cè)效率,不僅這樣,無(wú)人機(jī)航測(cè)靈活水平更高,并表現(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì),還可以到達(dá)大量人機(jī)航測(cè)不能到達(dá)的區(qū)域,進(jìn)一步得到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。在操作方面,人機(jī)外觀靈巧,提高了操作的便捷性[2]。
(3)系統(tǒng)組成。無(wú)人駕駛器是航測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵飛行平臺(tái),主要利用負(fù)載數(shù)碼相機(jī)開(kāi)展拍攝,并借助有關(guān)航測(cè)數(shù)據(jù)處理軟件分析數(shù)據(jù),實(shí)際組成內(nèi)容包括:地面處理數(shù)據(jù)、獲取影像設(shè)備、飛行控制體系等。通過(guò)分析構(gòu)成可知,航測(cè)系統(tǒng)實(shí)際內(nèi)容包括與地面相配的設(shè)備和無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái),其中數(shù)據(jù)、信息處理和接受設(shè)備共同組成地面配套設(shè)備,獲取影像設(shè)備與飛行控制系統(tǒng)則是無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)的主要部分。
經(jīng)過(guò)了解無(wú)人機(jī)形態(tài)可知,關(guān)鍵載體是傳感與導(dǎo)航設(shè)備,載重應(yīng)超過(guò)2kg,續(xù)航時(shí)間最少保持1.5h,嚴(yán)控巡航速度,設(shè)備搭載任務(wù)倉(cāng)體積至少達(dá)到12500cm3,保持4級(jí)之上的抗風(fēng)能力,科學(xué)設(shè)計(jì)2種起飛方式。
對(duì)于無(wú)人機(jī)技術(shù)來(lái)講,形成相對(duì)廣泛的測(cè)繪操作范圍,不會(huì)局限在某一固定行業(yè)區(qū)域。需要注意的是,在對(duì)測(cè)繪技術(shù)科學(xué)應(yīng)用時(shí),可以最大程度地降低測(cè)繪礦山難度,還可以確保測(cè)繪精確度?;跓o(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)特點(diǎn)分析,能得到十分簡(jiǎn)單的操作,并凸顯自動(dòng)智能化特點(diǎn),保證獲得準(zhǔn)確的資源信息。在實(shí)際測(cè)繪中,牽涉大量數(shù)碼內(nèi)容,為了保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,需要客觀應(yīng)用無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)。
無(wú)人機(jī)航測(cè)憑借本身優(yōu)勢(shì)和迅速發(fā)展的科技,相應(yīng)拓展應(yīng)用范圍,當(dāng)前已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用,將其引入礦山測(cè)繪中與生產(chǎn)安全需求相符。礦山測(cè)繪是開(kāi)發(fā)建設(shè)礦山的基礎(chǔ),對(duì)今后操作流程造成一定影響,因此對(duì)精準(zhǔn)度產(chǎn)生較高要求。所以合理應(yīng)用無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)需要對(duì)其科學(xué)管理,確保獲得準(zhǔn)確無(wú)誤的數(shù)據(jù)。由于礦山測(cè)繪對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的實(shí)際需要,可以將很多地面控制點(diǎn)科學(xué)布設(shè)在航測(cè)范圍內(nèi)從而得到更合理的資料。
(1)設(shè)計(jì)航線。在航測(cè)之前,首先全面調(diào)查與了解航測(cè)區(qū)域內(nèi)部的地質(zhì)形勢(shì)、面積、自然環(huán)境等,結(jié)合實(shí)際航測(cè)狀況設(shè)計(jì)客觀的航圖,其中包括與航線有關(guān)的數(shù)量、方向等,保證獲得準(zhǔn)確合理的數(shù)據(jù),并利用這部分信息設(shè)計(jì)科學(xué)的航線規(guī)劃。保證在設(shè)計(jì)操作中收獲準(zhǔn)確無(wú)誤的數(shù)據(jù)。
(2)地面控制。地面控制被認(rèn)為是業(yè)內(nèi)布點(diǎn),結(jié)合相關(guān)要求,在航測(cè)范圍內(nèi)設(shè)置地面區(qū)域?qū)嶋H情況,在實(shí)際操作中結(jié)合實(shí)際礦山狀況與地形特性開(kāi)展野外工作,確保不會(huì)出現(xiàn)地面死角,強(qiáng)化航測(cè)達(dá)到百分之百覆蓋效率。
(3)像控測(cè)量與影像迅速拼接。明顯不同于傳統(tǒng)航測(cè),使用無(wú)人機(jī)開(kāi)展像控測(cè)量時(shí),可以獲得很多影像數(shù)量,相應(yīng)減少像幅,大部分都屬于應(yīng)急測(cè)繪,不適合利用沖印相片測(cè)量。同時(shí),在測(cè)量區(qū)域范圍內(nèi)產(chǎn)生大量特點(diǎn),故在航飛以后,實(shí)施像控測(cè)量的過(guò)程中,通常在測(cè)繪區(qū)域內(nèi)部均勻分布像控點(diǎn),在對(duì)比鮮艷色彩方面十分顯著,形成較高的影像辨識(shí)度。當(dāng)?shù)玫接跋褚院?,?duì)其質(zhì)量有效檢查,一旦不符合規(guī)定要求預(yù)處理畸變以后,根據(jù)任何一張影像對(duì)應(yīng)的POS數(shù)據(jù),迅速拼接測(cè)區(qū)影像。
(4)空中三角測(cè)量。利用無(wú)人機(jī)處理軟件計(jì)算空三加密,這一軟件有較高的自動(dòng)化水平,一般僅對(duì)點(diǎn)文件、相機(jī)參數(shù)文件、POS數(shù)據(jù)和原始影像綜合控制。由于采取T型航線,為提高處理的便捷性,一般是建立東西航線以后,利用POS數(shù)據(jù)自主建立自動(dòng)化航帶,科學(xué)配置連接點(diǎn),并挑取粗點(diǎn)與差點(diǎn),對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)部均勻部分連接點(diǎn)情況有效檢查,自主增加部分連接點(diǎn),保證連接航線與模型之間的強(qiáng)度。需要注意的是,在加點(diǎn)操作中,應(yīng)保證與影像邊緣充分距離,避免邊緣出現(xiàn)較大變形。
(5)在數(shù)字礦山測(cè)繪中的應(yīng)用。當(dāng)前我國(guó)主要是測(cè)繪數(shù)字礦山建設(shè),采取現(xiàn)代化測(cè)繪方法整體分析礦山綜合數(shù)據(jù),有利于構(gòu)建礦山數(shù)字化模型,為開(kāi)采與管理提供技術(shù)基礎(chǔ),科學(xué)應(yīng)用礦山資源。實(shí)際操作如下:第一,設(shè)計(jì)航攝像控點(diǎn)和采集數(shù)據(jù)。在航測(cè)中應(yīng)認(rèn)真根據(jù)操作標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)設(shè)計(jì),對(duì)攝像控制點(diǎn)科學(xué)布置,借助PTK差分定位方法,對(duì)像控點(diǎn)范圍內(nèi)立體和平面數(shù)據(jù)有效控制。通常來(lái)講,在開(kāi)展開(kāi)采工作之前,應(yīng)認(rèn)真采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料,包括采集礦山內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和附近環(huán)境信息數(shù)據(jù)等;而無(wú)人機(jī)技術(shù)體現(xiàn)出高新特點(diǎn),可以發(fā)揮較好的利用效果,例如有效測(cè)繪礦山實(shí)際地形,提供全面信息等;如此,在開(kāi)采操作中,有關(guān)人員結(jié)合信息材料,逐步提高工作水平。第二,影像編輯、建模與外業(yè)調(diào)繪。在航測(cè)中對(duì)有關(guān)影像信息記錄,進(jìn)一步導(dǎo)入立體測(cè)圖軟件,自行配置影像,通過(guò)科學(xué)拼接數(shù)據(jù),構(gòu)建三維立體模型。通過(guò)設(shè)計(jì)事先布置好的控制點(diǎn)影像坐標(biāo),獲得準(zhǔn)確的影像配置,通過(guò)業(yè)內(nèi)繪制軟件設(shè)計(jì)坐標(biāo)和邊線,自主匹配數(shù)據(jù)。第三,DEM、DOM數(shù)據(jù)制作。利用專業(yè)航攝軟件,獲得精確的DEM數(shù)字模型,通過(guò)設(shè)計(jì)外觀有機(jī)融合數(shù)字劃線圖數(shù)據(jù),利用正攝影導(dǎo)入模塊,科學(xué)設(shè)計(jì)畫圖。同時(shí)有效調(diào)整色調(diào)與亮度,獲得清晰的影像。
綜合分析,我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù),同時(shí)在創(chuàng)新發(fā)展中,利用大量?jī)?yōu)勢(shì)特點(diǎn),廣泛應(yīng)用在礦山測(cè)繪中,傳統(tǒng)測(cè)繪手段容易受到復(fù)雜地形的影響,對(duì)人員和設(shè)備產(chǎn)生更高的要求,無(wú)人機(jī)測(cè)繪成功解決了這個(gè)問(wèn)題,不僅節(jié)省了投入成本,還提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況,根據(jù)研究航測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果,編制可行性的施工計(jì)劃。