解析无人机航空摄影测量技术在矿山地质环境治理中的应用

师文杰+张文君

（1.青海省有色地质矿产勘查局地质矿产勘查院，青海 西宁 810001；2.青海省第一测绘院，青海 西宁 810001）

摘要：近年来，无人机飞行航摄系统快速发展并取得了广泛的应用，，无人机摄影测量技术，已经涉及到地质找矿和矿区灾害治理等范围，成为无人机技术发展的另一大行业范畴。无人机航摄在获取测绘成果的优势已经越来越明显。这篇文章将通过实例对无人机摄影测量技术在矿山地质环境中的广泛运用进行分析，探讨无人机摄影测量技术在在矿山地质环境治理中的应用。

关键词：无人机；航空摄影測量技术；矿山地质环境治理

一、 航空遥感传感器的作用

航空遥感传感器作为数据采集的主要设备，包括航空相机、摄像机、扫描仪、探测雷达等。最近几年，伴随电子技术的不断更新，数字航摄仪向轻便、小巧的趋势发展，尤其是数码相机的分辨率日益提高，把数码相机装置在航摄飞机上，能够收集高分辨率的影像信息，完成影像的数字收集和全数字化处理。目前借助三秒技术在无人机航测遥感系统中的集成应用，使无人机遥感航测系统具备实时观测和处理遥感数据的能力，不但能有效完成有人驾驶飞机执行的任务，而且适应于有人飞机不宜执行的任务，如遥感航测和危险区域的侦察，需要长航时和定期遥感监测的任务等，航空遥感传感器在未来的航空摄影测量上将起到越来越重要的作用。

二、无人机摄影测量技术及应用

1.无人机航摄技术的工艺及流程。工程航拍及航测具体操作有以下几个步骤： （1）通过无人机航摄技术获取原始数据，并进行像控点测量及基础控制测量； （2）通过进行空三加密，自动获取像点坐标，然后经过区域网平差解算，来确定加密点的空间位置和影像的外方位元素。 （3）利用空三加密的结果可以进行三维立体产品的制作，如数字正射影像图、数字高程模型、以及数字线划图。其中数字线划图是通过内业立体模型所获取的地形图信息，并综合外业调绘的数据而形成的。最终的数字线划图。

2.无人机航空摄影实验的相关数据。本次在大通煤矿技术人员进行了两次无人机航摄进行了两个架次的飞行，航线多达二十五条共布设25条航线，总航程一百六十160公里，获取了将近18001762张照片资料。相片纵像片航向重叠度为百分之八十80%，横旁向重叠为百分之四十八48%，旋偏角控制在十五度以求达到理想的立体覆盖效果15度。

（1）像控点布设方法。一般情况下，像控点的布设可以采用以下两种方法：，第一是对全球定位系统加密点，在四等全球定位系统控制点上布设地标，第二是利用航片，垂直于航片的正面进行刺点。

（2）像控点测量步骤。像控点的测量可以采用单基站RTK方法进行。首先，在已知点上设站，然后使用原有四等控制点求取整测区七参数，此时需要注意的是在求取七参数时，技术人员应该检核和优选了已选用已知点的可靠性，保证参数的准确性。移动站采样间隔为三秒时间，技术人员需要立即测出像控点所在位置的三维坐标，巍峨保证数据的准确性，可以取两次测量的平面坐标中数和三次高程中数作为测量所得的最后数据结果。

（3）内业数据处理方式。利用无人机拍摄的航空摄影资料和像控结果，在全数字摄影测量工作站软件需要对无人机拍摄的航空摄影资料以及像控结果进行中完成空中三角测量测算。；然后将空中三角测量成果导进摄影测量工作站，还原立体模型，判读影像品质，对地物、地貌等要素按照相关要求及规范完成收集，传送符号化的分幅获取数据；按照项目设计、相关图式、规范等技术要求，参照已有成果及正射影像，在二维设计软件基础上的图形编辑软件软件上对航拍采集的立体测量的立测采集数据进行图形初步编辑，、图勾勒出廓全局的轮廓，形成最后以多种数据格式储存。

（4）此次数字高程模型制作的大体步骤主要是首先编辑航拍收集的有效数据，然后经过软件的分析处理将多余的数据直接删除，直接反生出来，以此来保证模型的精度和数字线划地图三维数据一致相同。整个模型制作的作业流程也可以概括为：是先获取数字线划地图的精确的三维立体数据，转换成绘图交换文件格式，通过专业软件实现内插生成地形表面形态属性信息，最终形成地形表面形态属性信息。

三、航拍无人机在数字地质环境治理中的实际应用

随着信息技术被广泛地运用在各个行业领域，数字地质环境治理也成为是地质环境治理信息化管理的关键方式。，但是由于信息化管理其建设急需要基础地质环境治理的相关基础信息：，（包括当地地质的遥感影像、地形图件以及和高程数字模型数据等。），以往采用传统的技术手段管理会耗费大量的人力、物力、财力，因为周期长、成本高，从而，很大程度上影响了地质环境治理的需求。然而目前使用无人机，即节约了时间、减少了劳动力支出，可以及时获取这些成果，第一时间获取清晰图形，最大程度上的满足了数字化治理的需求。符合地质环境治理的要求。

无人机拍摄的影像资料还可以为地质环境资源保护与利用提供的有效的监测措施及方法。由于矿山矿产资源的不可再生性和稀缺性的特征导致现在，使得矿产资源愈发越来越稀有和稀有，特别近年来出现众多胡乱开采、随意挖矿山的恶劣行径，尤其是有一些无证开采的矿山的现象，单纯凭借人力监管已发挥不出有效作用，，因此也给资源的合理利用带来了管理与开发的难题。，这就需要这个时候在管理和检测上利用一些高科技的技术手段就显得尤为重要了。才能做到有效管理。，无人机技术的产生发展给资源管理带来了曙光和希望，相关人员可以通过运用无人机拍摄的影像资料技术能够实现拍摄进行调查取证，实现空中监视，并能有效的实现最大限度的加大对国家资源的监管，在一定程度上有力地打击了不法分子合法开采矿产资源的违法活动，。从而达到维护和保护地质环境的最终目的。

通过文档对象模型能够直接观测出矿山治理前后的变化情况，以前传统的测绘方法只能给我们提供单一的地形图，无人机航测不仅能提供地形图，而且还能提供文档对象模型、数字高程模型等数据结果。利用综合使用这几种成果，成绩斐然。而且无人机航摄测绘大比例尺地形图能够满足该矿区的规范标准，在今后的矿山治理和“数字矿山”的建设中将会发挥更重要的影响。

参考文献

[1]张祖勋，张剑清.数字摄影测量学.武汉大学出版社，2012.

[2]张启元，郑永虎等.高原无人机航测技术.青海民族出版社.2013.