无人机航测系统在矿山地形测量中的应用探究

2019-01-03寇天新

中国金属通报 2019年2期

寇天新

（中国建筑材料工业地质勘查中心青海总队，青海西宁 810001）

当前随着无人机遥感技术的普及，对我国各个领域的工作效率的提高有着积极的影响，无人机航测技术在实际工作中被应用也体现了我国科技的良好发展必然会带领着各个行业的进步。无人机航测相较于人机航测的益处就在于，具备更优秀的隐蔽效果，在操作技术方面更加的方便，能够最大化的节约成本，出现故障的概率更低，工作的范围更广，不易受到外界地形和天气因素的干扰，在传输数据和成像方面的工作效率更快。并且因为无人机主要是通过遥控器远程控制，与矿山表面山体的距离可以最大限度的缩短，以便拍摄的成果更具高分辨率。无人机航测的众多优势也受到了各行业工作人员的青睐。

1 无人机航测的概况

无人机航测及时在二十世纪就已经研发出来了，但是因为经济以及科技发展的局限性，导致无人机航测投入到实际工作的成本太高，但是时代的变迁促使了科学的进步，该技术的研究成果更加的符合普及的要求，又因为无人机航测具有其他技术难以媲美的优点，所以在现阶段在测量矿山地形上优先选用无人机。无人机航测具有着灵活性大、成本低等优点，对复杂地形例如狭窄地段的检测工作效率更高，安装的高分辨率镜头会最大限度的记录矿山内部的情况，对矿山工作人员对地形的分析有很大的帮助。无人机航测只需要远程遥控就可以工作，个体较小，矿山地形对其影响不大，以往恶劣天气会对人机工作造成的影响在无人机上体现不出来，人工不能进入的矿山地区可以通过简单的操作查看清楚，记录的数据也方便工作人员的检测结果更加的准确。无人机航测在工作效率方面超出人工许多倍，还能够避免矿山地形记录工作对工作人员的人身安全造成的影响，无人机的优秀质量也使得它不易被损坏，避免了在矿山地形测量上不必要的成本浪费[1，2]。

2 无人机航测在矿山测量中的项目任务

因为无人机航测所具备的众多优点，以及可运用的范围广泛，使得在矿山的测量方面无人机航测作为最主要的技术，为矿山地形的测量精准度提供了保障。开发矿山的首要工作就是要全面的了解矿山的地形，所以测量地形是必不可免的，对矿山的施工计划有着重要的影响。并且因为矿山地形的测量最重要的就是确保精准度，所以引入无人机航测来代替人工测量技术。测量矿山地形还需要测量数据，可以利用设置地面控制点确保无人机在规定的测量范围内的数据更加准确。在确定项目任务的前提工作就是测量矿山地形和海拔高度，务必要以实际情况为依据设计最高效的航测计划，在拟定航测计划也要依从矿山地形情况。

3 无人机航测技术的优势

无人机航测技术属于新兴的航测技术，与人机测量技术相比，因为遥感控制方式使得运用的范围不会受到矿山地形的限制，在一定程度上节约了时间和设备的成本。

3.1 应急性能好

在矿山地形的测量过程是一项复杂且庞大的工作，在测量时往往会因为意外因素导致工作进度受到影响。所以能够及时的解决意外事件，就需要具备良好的应急反应。之前的人机航测方式具备着多种的局限性，在意外因素突然产生时没有办法能够积极的将其解决，导致矿山测量成本加重，对工作人员的安全也有一定的影响。但是运用无人机航测技术，能够最大限度的降低意外产生的影响，解决问题只需要及时的落到平整的地面，避免了不必要的人工和资金上的消耗。

3.2 作业周期短

设备的飞行高度对作业的周期有着最直接的影响，一般情况下需要将高度限制在1000米，较短的高度极大的降低了飞行对空域的需求，没有必要提交空域申请，对工作效率的提升有着极大的帮助，也间接的降低了工作的阻碍，促进了作业周期尽可能的缩短。

3.3 收集数据信息精准

对于人机航测进入不了的矿山区域，无人机航测能够轻松的进行探测，又因为无人机上安装的相机具备较高的分辨率，也使得拍摄的影响更加清晰，矿山地形的测量数据也更加的精准，对工作效率的提高有积极的帮助效果。

3.4 操作方便

无人机的体型与人机相比更小，在航测水平上也有着较大的优势。在矿山的测量工作中无人机更加的方便运输携带，同时也没有过高的操作要求，专业人员只要经过训练就能够很快的使用。

3.5 节约成本

因为无人机体型较小以及利用遥控器控制的操作方式，使得设备成本以及人工成本都能够最大限度的减少，减少了在矿山地形航测上的资金消耗，对工作人员的生命安全给予了保障。

4 无人机航测项目实施情况

在实施航测项目之前，对测量地区的地势、高度等都需要进行细致的调查，航线的设计也包括在内。确保航线在数量、分辨率等方面的精准度达到保障，进而制作更加完善合理的航线计划。在地面控制方面，需要相关的规定，根据航测地区的实际地形特点完成布设，尽可能的确保航测地区全部覆盖。

5 无人机航测系统在矿山地质测量中的主要步骤与方法

5.1 相机像控点布设

运用无人机航测技术的前提工作是对其镜头位置进行规定，在布置相机像空点时，可以采用卫星定位方法达到布控目的。一切准备工作就绪之后，需要矿山测量的专业人员对安装相机的无人机进行必要的检查，确保相机的镜头没有破损，相机运行正常，保障了无人机实施矿山地形勘测工作时相机拍摄的更加清楚。

5.2 无人机摄影

对无人机安装定位系统是十分有必要的，能够最大限度的帮助无人机在规定时间内到达指定的控点位置实施拍摄工作。在开始工作之前为了确保拍摄工作顺利，需要加大无人机的调试工作，在一定程度上能够降低无人拍摄的影像不清晰的现象出现。

5.3 处理正射影像图

无人机完成拍摄任务之后，需要工作人员利用专业软件生成正射影像图，并且经过详细的处理方位元素，找出三维点，进一步的完善无人机航测的图像。专业人员在对正射影响图进行制作工作是，务必要保持着谨慎的态度，确保图像的精准度，对测量数据的准确度给予一定的保障。

5.4 可视模型制作

可以利用可视模型来细致的分析三维图像。并且可视模型的优先在于，专业人员能够加深对矿山地形的直观了解程度，参考到周围地区人文与区域环境，对无人机航测工作有着一定的作用。

5.5 空三加密计算

无人机航测完成矿山矿山地区的测量工作之后，专业人员可以合理的运用解析方式，将加密点的坐标更加精准的确定下来，对相片数据进行分析，使得框坐标残值保持着趋近于零的绝对值。矿山地形的测量数据需要及时的处理分析，最大限度的降低差错。在进行加密计算工作时，工作人员可以利用平差等方式来降低外在因素对矿山山体测量结果造成的误差影响，保障数据结果更具精准性。

5.6 外业测绘与内业测图

运用无人机航测技术对矿山地形进行测量，要确保各处的细节做到位，例如标明矿山的高度和宽度等，使得无人机所取得的测量成果更加的精准，间接的保障矿山地形的测量结果。将测量范围内设置的布控点的作为参考依据，运用更加专业化的方式进行计算，避免测图与实际地形出入太大，如若出现相差较大的问题，需要及时的利用无人机再次测量。