航空攝影測量在礦山測量中的應(yīng)用分析

王忠強

（汾西礦業(yè)集團兩渡煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西晉中 031302）

1 新形勢下傳統(tǒng)測量工作的局限性

礦山測量是指，在礦山建設(shè)和采礦過程中，為礦山的規(guī)劃設(shè)計、勘探建設(shè)、生產(chǎn)和運營管理以及礦山報廢等進行的測繪工作。

對于傳統(tǒng)的礦山測量而言，主要是使用經(jīng)緯儀、水準儀等測量儀器，為礦山的建設(shè)運營提供技術(shù)支持。這些傳統(tǒng)的測量設(shè)備，在空間受限、通信不良的井下測量作業(yè)中，發(fā)揮著不可替代的重要作用。但是在智慧礦山的建設(shè)中，面對龐大的數(shù)據(jù)錄入、處理和更新的數(shù)量，傳統(tǒng)測量方式顯得力不從心。特別是在地質(zhì)災(zāi)害防治與預(yù)警、區(qū)域地形圖測繪等方面，傳統(tǒng)測量方式往往依賴于人工逐點采集數(shù)據(jù)，在得到完整的數(shù)據(jù)成果的過程中，需要耗費大量的人力物力。

所以，在新形勢下，我們需要探索和運用更高效的測量方式。航空攝影測量就此走進了我們的視野。

2 航空攝影測量在地質(zhì)災(zāi)害防治與預(yù)警中的應(yīng)用

在智慧礦山的建設(shè)過程中，礦區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害防治與預(yù)警變得尤為重要。我們礦區(qū)總的井田面積約為84km2，除去未開采區(qū)域、不可采區(qū)域、采動影響穩(wěn)定的區(qū)域，實際需要定期進行地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的面積可達15km2左右。以前，這項工作全靠測量人員實地調(diào)查，工作效率極低，很難完全覆蓋調(diào)查區(qū)域，浪費極大的人力、物力、財力。

用航空攝影測量技術(shù)則非常方便，它單架次作業(yè)面積可達0.5km2，續(xù)航時間約為45min，作業(yè)半徑能達到3～5km，這大大提高了測量外業(yè)工作的效率。圖1是使用無人機拍攝的DOM正射影像圖。

在圖1 中，標出的1 號位置和2 號位置是我們通過航拍發(fā)現(xiàn)的兩處地質(zhì)災(zāi)害點。經(jīng)過我們實地調(diào)查，在1號位置發(fā)現(xiàn)一處寬0.5m、深1.0m、長5m 的雨水沖刷帶。如果不及時處理，在經(jīng)過一個雨季的沖刷，就會導(dǎo)致大面積的塌方；2 號位置為一處小面積的塌方帶，如果不及時發(fā)現(xiàn)，這個塌方會繼續(xù)擴大，影響2號位置左側(cè)電力鐵塔的穩(wěn)定性。這種通過航測相片發(fā)現(xiàn)隱伏地質(zhì)災(zāi)害的方式，大大節(jié)省了人力資源，發(fā)現(xiàn)問題更快捷、更有針對性。

經(jīng)過以上分析，可以做出以下判斷：

（1）通過航空攝影測量進行的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，時間短、效率高，調(diào)查更有針對性；

（2）通過航空攝影測量進行地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查時，需要結(jié)合人工實地驗證。

3 航空攝影測量在小范圍地形圖測繪中的應(yīng)用

運用傳統(tǒng)的測量方法，進行地形圖測繪時，需要測量人員漫山遍野的進行碎步測量，來收集點位，測圖精度往往取決于測量人員的碎部點搜集精度和密度，對于陡峭地段、隱蔽區(qū)域，往往無法精準測繪。這種方法對作業(yè)人員的身體素質(zhì)要求很高，而且存在一定的安全風(fēng)險。

對于航空攝影測量而言，它是在飛機上用航攝儀器對地面連續(xù)攝取像片，結(jié)合對地面控制點的測量、調(diào)繪等步驟，繪制出地形圖的作業(yè)。圖2是通過航空攝影測量得到的正射影像圖繪制的DLG數(shù)字線劃圖。

為進一步分析圖2 的繪制精度，我們在圖的西南、東北以及中部各選取了一個特征點，以航測是使用的像控點為基準，采用全站儀測量的方法，核實了三處特征點的坐標參數(shù)，并與圖上坐標做了對比分析。分析數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)分析表

從表1中可以看出，兩者的觀測數(shù)據(jù)還是存在較大差距的。理論上講在小范圍測圖中，攝影測量和全站儀觀測的數(shù)據(jù)差值應(yīng)是毫米級的。那么為什么會出現(xiàn)表中的情況呢？經(jīng)過仔細分析，找出以下原因：

原因一：圖3中展示的是圖1中3號位置的放大圖，從圖中可以看出煙囪的口有明顯的變形，正常情況下，煙囪口應(yīng)該是圓形的，圖中顯示為橢圓形。就此分析，航測的正射影像圖是有一些瑕疵的。這種瑕疵出現(xiàn)是由于航測過程中航向或旁向重疊度不夠?qū)е碌?，從而?dǎo)致繪圖精度出現(xiàn)偏差。

原因二：我們仔細檢查了航測中使用的像控點，發(fā)現(xiàn)像控點在整個測區(qū)分布不均勻、像控點的選擇位置陰暗且標識不清。在攝影測量中，像控點是攝影測量控制加密和測圖的基礎(chǔ)，因此，野外像控點目標選擇的好壞和指示點位的準確程度，直接影響成果的精度。所以，野外工作需要重視像控點目標的選擇和保證指示點位的準確。同時，還要加強檢查工作，以確保后續(xù)作業(yè)正確無誤。因此，像控點選擇失誤也是導(dǎo)致繪圖精度偏差的原因。

4 結(jié)論

通過對航空攝影測量在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和地形圖測繪中的應(yīng)用分析，得出以下結(jié)論。

（1）航空攝影測量作業(yè)效率高、速度快，非常適合在智慧礦山建設(shè)中運用；

（2）航空攝影測量在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中必須與人工調(diào)查核實相結(jié)合；

（3）航空攝影測量前要根據(jù)測圖精度合理選擇航攝參數(shù)；

（4）航空攝影測量中，要合理、科學(xué)的選擇像控點。

最后，我們相信在高新技術(shù)日新月異的今天，在5G技術(shù)的引領(lǐng)下，會有更多更先進的測繪技術(shù)運用在礦山測量中，為智慧礦山建設(shè)、為煤礦安全生產(chǎn)保駕護航。