无人机航测技术在矿山工程测量中的应用

朱 萍

（浙江华坤地质发展有限公司，浙江 温州 325000）

社会经济可持续发展，我国正在不断增强整体实力，对发展科技产生更高要求，因此，国家鼓励创新各种技术，基于这一环境，无人机航测技术应用发展速度极快，一定程度推动我国各个行业的进步，有必要对无人机航测实际应用进行全面分析。

1 无人机航测概述

（1）技术原理。将固定翼或多旋翼无人机飞行器作为关键载体，使用GNSS导航和IMU模块，提高了数字相机的分辨率，关键作用是拍摄地面，还可以利用计算机软件合理处置航片数据，如此可以迅速产生低空高分影像的航测系统。相较于传统航测，提升生产水平，节省投入成本[1]。

（2）技术优势。第一，良好的应急性能。在测绘矿山时，时常会产生大量突发情况，传统解决方法是有关部门或企业利用人机航测方法，产生全新测绘，但这种方法需要投入高额经济费用，加之天气和不可抗因素的影响造成不能预估的危险，但无人机航测技术有效解决这部分问题，在具体勘测中可以有效解决应急问题。第二，周期短，成本低。在应用中，由于技术表现的创新特点，严重缩短了应用技术时间，仅要求人工运行无人机，不但这样，制作与运行无人机航测成本相对不高，造价不高相应减轻有关部门经济压力，这也是技术优势。帮助使用部门充分获得技术最大价值。第三，准确的数据信息。在开展地质勘测操作中，由于在机身上利用航测技术配置高端性能的相机，在飞行中获得十分清晰图像和摄影，一定程度提高了后续换算和勘测效率，不仅这样，无人机航测灵活水平更高，并表现出巨大优势，还可以到达大量人机航测不能到达的区域，进一步得到更准确的数据信息。在操作方面，人机外观灵巧，提高了操作的便捷性[2]。

（3）系统组成。无人驾驶器是航测系统的关键飞行平台，主要利用负载数码相机开展拍摄，并借助有关航测数据处理软件分析数据，实际组成内容包括：地面处理数据、获取影像设备、飞行控制体系等。通过分析构成可知，航测系统实际内容包括与地面相配的设备和无人机飞行平台，其中数据、信息处理和接受设备共同组成地面配套设备，获取影像设备与飞行控制系统则是无人机飞行平台的主要部分。

经过了解无人机形态可知，关键载体是传感与导航设备，载重应超过2kg，续航时间最少保持1.5h，严控巡航速度，设备搭载任务仓体积至少达到12500cm3，保持4级之上的抗风能力，科学设计2种起飞方式。

2 应用必要性

对于无人机技术来讲，形成相对广泛的测绘操作范围，不会局限在某一固定行业区域。需要注意的是，在对测绘技术科学应用时，可以最大程度地降低测绘矿山难度，还可以确保测绘精确度。基于无人机航测技术特点分析，能得到十分简单的操作，并凸显自动智能化特点，保证获得准确的资源信息。在实际测绘中，牵涉大量数码内容，为了保证测量数据的准确性，需要客观应用无人机航测技术。

3 具体应用策略

无人机航测凭借本身优势和迅速发展的科技，相应拓展应用范围，当前已经大规模应用，将其引入矿山测绘中与生产安全需求相符。矿山测绘是开发建设矿山的基础，对今后操作流程造成一定影响，因此对精准度产生较高要求。所以合理应用无人机航测技术需要对其科学管理，确保获得准确无误的数据。由于矿山测绘对数据产生的实际需要，可以将很多地面控制点科学布设在航测范围内从而得到更合理的资料。

（1）设计航线。在航测之前，首先全面调查与了解航测区域内部的地质形势、面积、自然环境等，结合实际航测状况设计客观的航图，其中包括与航线有关的数量、方向等，保证获得准确合理的数据，并利用这部分信息设计科学的航线规划。保证在设计操作中收获准确无误的数据。

（2）地面控制。地面控制被认为是业内布点，结合相关要求，在航测范围内设置地面区域实际情况，在实际操作中结合实际矿山状况与地形特性开展野外工作，确保不会出现地面死角，强化航测达到百分之百覆盖效率。

（3）像控测量与影像迅速拼接。明显不同于传统航测，使用无人机开展像控测量时，可以获得很多影像数量，相应减少像幅，大部分都属于应急测绘，不适合利用冲印相片测量。同时，在测量区域范围内产生大量特点，故在航飞以后，实施像控测量的过程中，通常在测绘区域内部均匀分布像控点，在对比鲜艳色彩方面十分显著，形成较高的影像辨识度。当得到影像以后，对其质量有效检查，一旦不符合规定要求预处理畸变以后，根据任何一张影像对应的POS数据，迅速拼接测区影像。

（4）空中三角测量。利用无人机处理软件计算空三加密，这一软件有较高的自动化水平，一般仅对点文件、相机参数文件、POS数据和原始影像综合控制。由于采取T型航线，为提高处理的便捷性，一般是建立东西航线以后，利用POS数据自主建立自动化航带，科学配置连接点，并挑取粗点与差点，对测区内部均匀部分连接点情况有效检查，自主增加部分连接点，保证连接航线与模型之间的强度。需要注意的是，在加点操作中，应保证与影像边缘充分距离，避免边缘出现较大变形。

（5）在数字矿山测绘中的应用。当前我国主要是测绘数字矿山建设，采取现代化测绘方法整体分析矿山综合数据，有利于构建矿山数字化模型，为开采与管理提供技术基础，科学应用矿山资源。实际操作如下：第一，设计航摄像控点和采集数据。在航测中应认真根据操作标准科学设计，对摄像控制点科学布置，借助PTK差分定位方法，对像控点范围内立体和平面数据有效控制。通常来讲，在开展开采工作之前，应认真采集各项数据资料，包括采集矿山内部结构数据和附近环境信息数据等；而无人机技术体现出高新特点，可以发挥较好的利用效果，例如有效测绘矿山实际地形，提供全面信息等；如此，在开采操作中，有关人员结合信息材料，逐步提高工作水平。第二，影像编辑、建模与外业调绘。在航测中对有关影像信息记录，进一步导入立体测图软件，自行配置影像，通过科学拼接数据，构建三维立体模型。通过设计事先布置好的控制点影像坐标，获得准确的影像配置，通过业内绘制软件设计坐标和边线，自主匹配数据。第三，DEM、DOM数据制作。利用专业航摄软件，获得精确的DEM数字模型，通过设计外观有机融合数字划线图数据，利用正摄影导入模块，科学设计画图。同时有效调整色调与亮度，获得清晰的影像。

4 结语

综合分析，我国已经开始大规模应用无人机航测技术，同时在创新发展中，利用大量优势特点，广泛应用在矿山测绘中，传统测绘手段容易受到复杂地形的影响，对人员和设备产生更高的要求，无人机测绘成功解决了这个问题，不仅节省了投入成本，还提高了数据的准确性。结合现场真实情况，根据研究航测数据结果，编制可行性的施工计划。