無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在礦區(qū)測(cè)繪中的應(yīng)用研究

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)是利用無(wú)人駕駛飛機(jī)，通過遙感傳感器、GPS定位系統(tǒng)等對(duì)國(guó)土資源、礦區(qū)情況等資源快速獲取的關(guān)鍵技術(shù)，具有極強(qiáng)的勘測(cè)能力，并且勘測(cè)時(shí)間短，將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用到礦區(qū)測(cè)繪中能夠測(cè)出礦區(qū)的詳細(xì)數(shù)據(jù)，能夠保護(hù)礦山工作人員的安全，保護(hù)礦山環(huán)境，利于礦區(qū)開發(fā)。

圖1 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)流程

1 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)流程要點(diǎn)

1.1 飛行準(zhǔn)備

飛行前的準(zhǔn)備內(nèi)容包括：選擇航拍測(cè)繪設(shè)備、航線規(guī)劃涉及、飛行方案涉及（確定航高及飛行速度、重疊度）[1]。

1.2 保持每天的工作日志

記錄當(dāng)天風(fēng)速、天氣、起降坐標(biāo)等信息，并保存數(shù)據(jù)供日后參考和分析。

1.3 建立無(wú)線電臺(tái)和地面站

無(wú)線電鏈路用于地面站和無(wú)人機(jī)之間的通信。目前，大多數(shù)測(cè)繪無(wú)人機(jī)使用無(wú)線電鏈路在無(wú)人機(jī)與地面站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

1.4 飛行執(zhí)行

根據(jù)制定的分區(qū)航攝計(jì)劃，尋找合適的起飛點(diǎn)，對(duì)每塊區(qū)域進(jìn)行拍攝采集照片。

在設(shè)備檢查完畢，并確認(rèn)起飛區(qū)域安全后，將無(wú)人機(jī)解鎖起飛。起飛時(shí)飛手通過遙控器實(shí)時(shí)控制飛機(jī)，地面站飛控人員通過飛機(jī)傳輸回來(lái)的參數(shù)觀察飛機(jī)狀態(tài)。飛機(jī)到達(dá)安全高度后由飛手通過遙控器收起起落架，將飛行模式切換為自動(dòng)任務(wù)飛行模式[2]。同時(shí)，飛手需通過目視無(wú)人機(jī)時(shí)刻關(guān)注飛機(jī)的動(dòng)態(tài)，地面站飛控人員留意飛控軟件中電池狀況、飛行速度、飛行高度、飛行姿態(tài)、航線完成情況等，以此保證飛行安全。

1.5 飛行結(jié)束

無(wú)人機(jī)完成飛行任務(wù)后，降落時(shí)應(yīng)確保降落地點(diǎn)安全，避免路人靠近。完成降落后檢查相機(jī)中的影像數(shù)據(jù)、飛控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是否完整。數(shù)據(jù)獲取完成后，需對(duì)獲取的影像進(jìn)行質(zhì)量檢查，對(duì)不合格的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)飛，直到獲取的影像質(zhì)量滿足要求。

2 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 避免無(wú)人機(jī)航拍影像曝光

影像的曝光過度或不足、影像的重影、散焦與噪點(diǎn)，將嚴(yán)重影響三維建模的質(zhì)量。為了避免這類曝光問題、在外出航拍時(shí)盡量提前看天氣預(yù)報(bào)，在多云的天氣拍攝比大晴天更好，如果必須在晴天拍，最好選擇中午左右使陰影區(qū)域最小化。

圖2 測(cè)量范圍

2.2 測(cè)量過程

規(guī)劃航線拍攝時(shí)，建議采集航向重疊度75%以上，旁向重疊度不小于70%的影像。為實(shí)現(xiàn)更好的效果，更好的還原建筑，建議同時(shí)采集垂直和傾斜影像。并同時(shí)用小無(wú)人機(jī)低空采集高空相機(jī)拍不到的死角。

盡量選擇高分辨率的單反相機(jī)，建議2000萬(wàn)像素以上。避免使用廣角魚眼鏡頭。最好是選擇定焦鏡頭，如果使用變焦鏡頭，請(qǐng)將該鏡頭焦距設(shè)置成最大或最小值。

圖3 架設(shè)基站

將相機(jī)調(diào)整為最大分辨率模式；ISO值盡量低，否則高ISO會(huì)產(chǎn)生噪點(diǎn)；光圈值足夠高（光圈越小越好），以產(chǎn)生足夠的景深，背景不要太模糊；快門速度不應(yīng)該過慢，否則輕微的動(dòng)作會(huì)造成圖像模糊。

在飛行之前檢查天氣很重要，選擇光線充足的天氣進(jìn)行拍攝。在陰天飛行時(shí)，光照柔和均勻，比較有利于拍攝?？梢酝ㄟ^安裝濾鏡模仿這種效果，減少由于地面反光、眩光造成的合成效果差。在光線不充足的情況下，可手動(dòng)進(jìn)行設(shè)置相機(jī)參數(shù)，增加光圈數(shù)值或提高iso，也可降低快門速度。任務(wù)過程中要適時(shí)調(diào)整相機(jī)參數(shù)，以適應(yīng)較長(zhǎng)的時(shí)間跨度。

圖4 人工操作測(cè)量

無(wú)人機(jī)航拍測(cè)繪質(zhì)量主要是對(duì)飛行前、中、后，每一個(gè)環(huán)節(jié)都務(wù)必嚴(yán)格把控。是對(duì)飛行實(shí)施過程中的特殊情況進(jìn)行把控。

3 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前新技術(shù)的發(fā)展為各領(lǐng)域帶來(lái)了不同程度的便利，其中無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)，也使得測(cè)量工作的難度大大降低。無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)作為一種新型技術(shù)，在我國(guó)出現(xiàn)較晚，應(yīng)用地也相對(duì)較晚，但是該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)也顯而易見。未來(lái)，更要做好技術(shù)的應(yīng)用。