无人机数字测量技术在矿山测绘中的应用分析

郭 平

（安徽省地质测绘技术院，安徽 合肥 230022）

这几年以来，伴随各类现代数字测量技术的优化改进，无人机本身的低空航摄工作系统开始正式引入到各地地形、地貌信息数据采集过程，同时具有智能化、专业化的显著特点，在目前国土资源监察工作、自然环境综合整治、当地数字城市建模等业务领域实现大规模应用。另外，将无人机本身的航摄系统应用于当地矿山测绘过程，能够有利于促进基础环境地理信息资源的不断优化、加快当地矿山的数字化体系建设进度。

1 无人机低空航摄系统介绍

采取固定翼形式或多旋翼形式的无人飞行器设备为实施载体，结合先进的GNSS导航系统与IMU定姿工作模块，设备搭载具有高分辨率性能的数字相机，完成拍摄地面位置的地貌影像情况，通过计算机实施航片信息数据分析处理作业，实现快速得到低空高分影像情况的无人机设备航摄系统。与其他传统的大型载人飞行器设备航摄系统进行比较，这种系统本身具有拍摄效率高、飞行拍摄成本低等显著优点。

从内部系统构成情况进行分析，无人机设备低空航摄系统内部实现集成GNSS导航、无线实时通讯和计算机信息数据分析处理等相关专业技术，主要包括多旋翼形式/固定翼形式无人机设备、GNSS定位系统、高分传感器设备与内置数据分析处理模块等4部分共同组成构成。和其他以往的传统测绘技术比较，无人机设备数字测量技术具有下面的主要优势。

（1）当地地理信息数据情况更新优化速度快，由于无人机设备航摄方式基本采取低空飞行形式，对当地气象因素影响程度要求不高、飞行空域限制情况较少，信息数据采集效率的实时性充足。与其他卫星形式及常规形式的航空遥感技术进行比较，无人机设备数字测量技术能够不容易直接受当地客观条件的束缚，比如说当地大气层的实时监测质量、卫星运行的旋转周期等因素，在实际获取地理信息数据时能够受到的其他干扰因素比较少，真正获取相关地理信息数据的实际周期就会减小很多。因为无人机设备属于低空飞行模式，不需要严格办理相关的各类空域部分申请手续。只要能够通过国家规定的常规注册，就可以实施正常飞行活动，而且无人机设备本身的机动灵活性更优秀，只要当地天气条件良好，就能够随时开展测量工作，比卫星本身的实际测量工作效率更高。

（2）航摄数据成果分辨率优秀，航摄过载中能够采取无人机设备进行携带诸如CCD高分数码拍摄相机或多光谱形式传感器等先进设施，可以为后续的实施比例尺地形图信息数据采集工作提供充足的信息数据。因此，配备其他高质量高分辨率的信息数据采集分析设备，就可以获取达到厘米级层次的分辨率地理影像信息数据，比其他的卫星方式及常规方式遥感技术本身的图像分辨率更优秀，这种具有高分辨率高质量的地理测量信息数据能够进一步满足多种地形比例尺的测图工作和监测工作实际需要，具有的实用性更加突出，是其他种类地理测量技术不能相比的。

（3）无人机设备自动化操作过程成本低。无人机设备低空航摄过程选取GNSS定位系统，后期处理软件开展自动拼接各类航摄过程影像，整个内部系统维护工作与运营工作成本较低、实施实时数据影像处理分析十分便捷，和其他传统测绘方式相比，根本不必耗费大量人力与设备方面的经济投入。

2 无人机设备数字测量技术的发展前景

目前我国各地社会经济的发展速度十分迅猛，因此需要开发利用更多的当地自然资源，当地自然资源的开发利用工作作为国家层面的重点推进工作，而诸如煤炭资源、石油资源等当地不可再生自然资源的监管工作更是国家工作里面的核心部分。这几年以来，我国各地煤炭资源的开采量逐年不断增加，部分违规实施开采的问题曹操我国各地的煤炭自然资源储量情况进一步减少。同时，因为矿山的实际开采过程里面，往往对当地周边自然环境导致一定的负面影响。诸如煤炭等自然矿产资源属于非可再生的自然资源，在实际利用与开发过程中，必须提升相关的执法监督工作力度，禁止出现非法开采矿山、过度开发矿山等违法行为，防止当地自然资源出现损害与浪费问题。但是当地矿山内部的开采区域基本位于远离当地城市或居民聚居区的环境区域，难以有效实施执法检查工作与实时监测工作，应该充分借助各类现代技术监控方式，持续优化改进以往传统矿山开采过程的监督检查工作机制，不断提升当地矿山开采监测工作与矿产自然资源保护工作力度。因此，将无人机设备航摄系统具有的数字测量技术真正引入当地矿山自然资源监测工作中，具有使用轻便、工作高效的显著优势，快速获取当地矿区开采区域的各类地理资料，同时有效拍摄传输图片信息或动态影像信息数据，为当地政府开展相应的监督执法工作提供重要的行动参考依据。另外，因为无人机设备能够同时进行挂载多光谱传感器设施，能够实现对当地矿山植被覆盖情况、当地隐蔽矿区利用开发监督情况等方面在短期实际内得到相应的定量质量数据，为科学合理完善矿区开发利用与保护治理措施，采集分析与处理提供必要的信息数据基础内容。

3 无人机设备数字测量技术在矿山测量工作中的具体应用

为实现提升数字矿山建设工作，选取各类现代化测绘技术，实时采集与处理分析当地矿区地形信息数据，有助于实现建立当地矿区数字化信息模型，有效提供矿山开采工作与管理工作的各类有效信息数据，进一步推动矿山自然资源的综合保护进展。通过对当地矿区DLG数字形式的线划图工作和DOM数字形式的正射影像图数据快速生产工作进行分析，研究无人机设备数字测量技术在当地矿区测绘工作中的具体应用。

3.1 无人机设备航摄像控点布设工作与信息数据采集工作

根据国家规定的关于低空领域数字航空摄影活动测量外业过程规范的具体标准要求，开展布设无人机设备航摄像控点情况，同时选取RTK差分定位过程的具体形式，实现高校采集当地像控点平面位置与高程位置三维信息数据。另外，无人机设备当地矿区航摄位置控制点，可选取“十”字表现、或者明显当地地物边角位置等形式开展有效设置。

3.2 无人机航线设计工作与低空航摄工作

积极采取附近矿山区域的谷歌信息影像为工作底图，具体设定无人机设备航摄区域位置的角点坐标、并根据航向情况、旁向重叠度情况等方面的指标要求，开展布设飞行航线工作，为有效保证三度能够完全重叠，在实际操作过程中，往往采取在当地矿区拟测绘区域内部沿着横纵方向开展交叉布设工作。在无人机设备飞行过程中，根据设计航线实施自动飞行，飞行期间必须密切重视无人机设备电池耗电实际情况，如有必要时应该及时更换设备电池继续开展作业活动，实现采集当地测区高分辨率无人机设备航摄影像信息数据。

3.3 无人机设备影像编辑、建模工作与外业调绘工作

采取无人机设备数字测量技术采集的各类航摄影像数据，导入到系统内业立体测图工作软件，能够实现影像信息数据的自动匹配工作与拼接建模工作，开展快速构建三维信息数据模型。同时，按照无人机设备预先实施布设的系统像控点外业信息数据与对应的影像信息坐标，实现影像配准作业与外定向作业，利用内业软件开展绘制相关的图像底物轮廓情况、道路边线情况等DLG线形式的具体数据信息。另外，利用野外调绘的工作形式，实时标注地物的具体类别、建筑内部结构等相关地理属性。

3.4 无人机设备DEM、DOM数据制作工作

采取专业的无人机设备数字测量技术，实现制作DEM数字形式的高程地理模型，同时确保模型精度与数字形式线划图数据能够有效匹配，实时导入正射影像分析模块，完成嵌入DLG形式的线划图，开展DOM正射影像信息的生产。另外，从色调情况、亮度情况与反差情况开展重点调整处理，实现DOM正射信息数据影像保持纹理清晰状态、确保数据质量完好准确。

4 结束语

伴随无人机设备数字测量技术的不断成熟，多旋翼形式或固定翼形式飞行器设备的制造成本持续降低，飞行过程的稳定性与设备电池续航时间方面等实际性能获得进一步加强，在目前现代测绘领域快速生产制造体系构建工作中的实际作用也日益突出，为应对当地地质灾害突发情况、当地矿山开采常规监测工作与矿区地形测绘工作等，有效提供各类具有高分辨率特点的低空航摄影像信息数据，可以高效辅助当地矿山管理决策过程，奠定基本技术能力支撑与信息数据基础。在进一步阐述无人机设备低空内部航摄系统基本构成、信息数据采集过程特点的基础上，根据当地矿山开采工作与矿产资源保护工作、矿区新型数字地形图更新优化等实际内容，分析了无人机设备数字测量技术本身的测绘作业工作流程与成果处理分析工艺，不断推动无人机设备数字测量技术在当地矿山测绘工作领域的大规模应用。