旋翼无人机航测在矿山测量中的应用

刘 宁

（江西省赣州市石城县国土资源局，江西 赣州 342700）

现代化测绘技术逐渐成为当前测绘领域的新兴测绘技术，在测绘领域的应用越来越广泛，随着无人机技术、图像融合技术、GPS定位技术的快速发展，各类无人机航测技术在矿山测量、工程测量、水利水电工程测量等方面取得了显著的应用成效[1]。旋翼无人机航测技术是低空无人机航测技术中的一种重要的技术手段，因其具有高时效、低成本、高精度的特点而具有优越的应用前景。基于此，本文以旋翼无人机航测技术为研究对象，讲述了在矿山测量中的应用。

1 旋翼无人机航测技术的优势分析

（1）具有高的测绘效率。随着测绘仪器的不断更新和现代化技术的不断深入应用，测绘仪器逐渐由传统的转变为有棱镜全站仪、无棱镜全站仪、激光扫描仪、GPS接收机、摄影测量仪等，现代化测绘设备的快速发展有效的提高了测绘效率，不仅减少了大量的工作量，还克服了因测绘区域条件等限制而降低测绘精度的缺陷。

（2）具有更高的测绘精度。测绘成果的精度高低是判别测绘方法、仪器是否能够满足社会基本需求的标志，在矿山测量中，传统的全站仪和GPS等测量的应用较为广泛，主要是由于矿山测量可分为地表地形测量和地下工程测量两个方面，相对地下工程测量来说，传统的测绘方法更实用[2]。就地表地形测绘来说，传统的测量手段受地形条件、工作量等限制，导致测量效率低，精度也较低。旋翼无人机航测技术可以有效的避免因地形地貌、陡崖等限制而获得更高精度的测量成果，因此，逐渐被应用于矿山地表地形测量中。

（3）具有更高的社会经济效益。在满足测量成果精度要求的基本前提下，如何提高测量工作的社会经济效益是矿山企业亟待解决的问题。旋翼无人机测绘技术能够在较短的时间内获得航空拍摄影像，进而获得更高精度的测量成果。在使用旋翼无人机航测技术的过程中，不仅能够完成测绘人员无法到达区域的测量任务，而且减少了大量的测绘人员外业工作量，有效的缩短了测量周期，间接的提高了测量的社会经济效益。

（4）具有更加安全的优势。矿山测量的工作场地一般位于深山密林、地势陡峭的区域，传统的测绘技术需要相关的测量人员到达每一个测量采集点，在测量过程中，为了使其测量结果具有更高的精度，必需在陡崖边部、沟壑坑陷区域进行数据采集，使得测量人员的安全无法保障。旋翼无人机航测技术有效的避免了大量的外业作业，也也就降低了测绘人员身临险境的频次，显著的提高了测绘人员的安全性。

2 旋翼无人机航测在矿山测量中的应用

图1 旋翼无人机航测作业处理流程图

（1）旋翼无人机航测技术的操作流程。在开展旋翼无人机航测之前，需要对测绘区域进行踏勘工作，相应的布设像控点，并采集相应像控点的三维坐标和旋翼无人机航测，获得相应的航空摄影像片，经过空中三角测量、点云加密等处理过程，生成DSM、DOM等数据，绘制DLG地形图（图1）。

（2）像控点布设。像控点布设是在测绘区域踏勘的基础上进行的，目的在于有效的提高测量成果精度，像控点的布设要按照一定的要求进行，如航向、旁向重叠度为70%。像控点的布设有着严格的要求，必须做到以下几点事项：①在测量区域踏勘过程中，根据测量区域的地形地貌进行分区，对于分区之外的像控点，必需满足像控点位于航向基线不少于1条、旁向大于100m的部位；②对于航线两段的像控点，要求左右的偏离半径小于半条基线的长度；③在布摄像控点时，必须选择明显的、无争议的地物地貌作为像控点，可以选择房角、地块角等明显的地物和地物交汇部位等；④像控点必须在航空影像中易于识别，且像控点周围的地形地貌以变化小为佳，可以有效的提高测量精度；⑤在布设翔空点过程中，要充分考虑像控点的二次利用，一般布设在交通便利、易于保存的区域。

（3）空中三角加密处理。空中三角加密处理是提高测量精度的手段之一，在旋翼无人机航测过程获得航空影片时，常出现地面控制点无法满足或者局部区域较小等无法到达最终的航测要求，此时需要进行空中三角加密处理，可以有效的避免上述问题的出现[3]。空中三角加密处理是以影像外的方位元素为基础进行的干扰因素剔除程序，在此过程中可以获得较高的测量精度，能够有效的改善地形地貌条件差的区域的测量结果。在完成空中三角加密处理之后，可以输出空中三角加密测量成果，并自动生成DSM、DOM等成果。

（4）地形图的绘制。在完成空中三角加密测量后，可以借助数据处理软件自动生成DSM、DOM等成果，将其加载到EPS地理信息工作站中可以生成相应的垂直模型，并将房子、道路、田地、电杆等地物展绘到相应格式的数据中，并于EPS地理信息工作站中的地物相比较，对于有争议的区域进行适当的纠正处理。将处理后的数据按照矿山实际需求进行修饰处理，最终可获得DLG数字线划图。

3 结语

综上所述，旋翼无人机航测技术因其具有高的测量精度、低的成本和高的安全优势而具有广阔的应用前景。本文以某矿山的测绘工作为研究对象，分析了旋翼无人机测量技术在矿山测绘中的操作流程，并简要的讲述了像控点的布设原则和注意事项，有效的提高了该技术在测量精度；空中三角加密测量是提高无人机航测质量的有效措施之一，因加强该方面的数据处理。经过测绘实践发现，获得的地形图成果的平面位置误差为4cm，高程标记点的误差约为3cm，具有良好的测量效果。因此，旋翼无人机航测技术足以满足现代化大比例地形测绘的基本要求，可以进行大规模的推广使用。