无人机摄影测量技术在矿产开采执法监察中的应用研究

2018-12-27王杰栋

世界有色金属 2018年20期

王杰栋，俞涵

（浙江省第二测绘院，浙江杭州 310023）

受利益驱使，不法商人非法、越界开采矿产资源的情况在我国各地极为常见，稀土资源的非法开采便属于其中典型，但由于传统的监察方式存在测量周期长、难度大、无法有效打击违法开采等不足，我国国土监察部门急需一种新型手段弥补传统监察方式存在的不足，本文研究具备的较高现实意义可见一斑。

1 无人机摄影测量技术的应用流程及要点

（1）应用流程。矿产开采执法监察中的无人机摄影测量技术应用需要利用无人机遥感系统，通过围绕监察区域开展的航摄，即可获得高分辨率影像数据。在航摄前工作开始前，技术人员需要做好相关资料的收集准备工作，主要资料有监察区域的已有地形图、气象资料、影像数据等，航摄方案的设计也需要结合这类资料。

为保证无人机摄影测量技术的应用质量，航线敷设方法需要遵循一定原则，具体原则如下：①方向选择。无人机外业航摄的航线一般应按东西向平行于图廓线直线飞行，但在特殊情况下也可以沿河流境界方向飞行或做南北向飞行。②曝光点选择。应尽量依地形起伏并结合数字高程模型逐点设计曝光点，由此方可保证曝光质量。③水域摄影。矿产开采执法监察中在一些时候也需要涉及水域摄影，因此需保证所有区域达到完整覆盖，并尽可能避免主点落水，且摄影能够构成体像对。④其他原则。为进一步保证航线敷设质量，像片重叠度、倾角等飞行质量参数的设计重要需要得到重视，这样才能够最终获得高质量的影像数据。

（2）应用要点。为保证无人机摄影测量技术更好服务于矿产开采执法监察，以下技术应用要点也需要得到重视：①控制测量。如项目区无控制点，测量工作的开展必须围绕野外铺地标点的方式进行，一般情况下需要在测区的四周和中央共布置5个地标点，地标点直径为1m，控制点的测量需使用GPS。②内业空三加密。区域网布点法属于矿产开采执法监察无人机航摄较常采用的像控点布设方式，以光束法区域网空三加密为例，这类航测内业作业的加密点选择必须严格遵循《1∶500 1∶1000 1∶2000地形图航空摄影测量内业规范》（GB/T 7930—2008），空三测量软件的应用同样需要得到重视，如Inpho UASmaster7.0.1。③正射影像图制作。正射影像图的制作需要得到空三测量软件的支持，一般的制作流程可概括为：“建立工程→提取连接点→控制点量刺→平差和相机自检校→生成DEM→生成正射影像→编辑修改影像局部有瑕疵地区地形→重新生成DOM”。④监测图斑。围绕无人机摄影影像、年度卫星影像、以及采矿权数据开展套合比对。⑤最小上图图斑。最小监测图斑面积的确定需结合不同分辨率影像识别能力并同时考虑管理需要，一般需保证影像采样间隔不大于1m，最小监测图斑上图面积一般为0.6亩。⑥监测图斑边界精度。一般情况下，相对于DOM明显同名地物，监测图斑界线对于其的位移需控制在采样间隔的2倍以内，但矿山区域可适当提高该限制。⑦图斑编号原则。应选择区级行政辖区作为编号单元，并同时按照自上而下、自左到右的原则进行编号，具体编号需常采用“1”开始统一编号。

2 实例分析

（1）项目概况。为提升研究的实践价值，本文选择了某地区的X县、W县作为研究对象，当地国土资源局于2017年6月至9月对X县、W县区域开展了数次无人机航摄，使用的无人机型号为天宝UX5，巡航速度、航摄影像数据的空间分辨率分别为80km/h、0.2m。

（2）航摄情况。通过图像拼接、内业几何校正等数据预处理后，技术人员采用了两种方式验证无人机遥感影像数据精度，一种为检查航摄像机检定资料、影像质量、飞行质量，航向重叠度、旁向重叠度分别介于60%～70%、38%～50%区间，二者的平均值分别为66%、42．9%，均符合技术要求，并能够建立清晰的立体模型，而在对像控点施测方法、选刺和整饰、点位精度的检查中，可发现刺点位置、点位略图、刺点说明一致，像控点选刺目标清晰，点位平面误差、高程误差最大值分别为0.04m、0.021m，精度指标因此符合技术要求；另一种通过套合精度进行分析，基于图1所示的无人机影像数据与土地变更数据，可发现无人机遥感影像数据精度得到了更好证明。