无人机航测技术在矿山测绘中的应用研究

张文斌，徐佳炜，黄 霞

（江西省煤田地质局测绘大队，江西 南昌 330001）

自北斗系统投入使用以来，我国的动态定位技术得到了快速发展，促进了现代化航空测量技术的发展。无人机航空测量技术是GPS动态定位技术、无人机技术、图像融合技术的集成体，具有精度高、测绘效率高的优势，尤其是矿山测绘中，因独特的优势而具有广阔的应用前景[1]。本文根据某矿山测绘工作，在总结无人机航空测量技术优势的基础上，简要的讲述了该技术在矿山测绘中的应用流程。

1 简述无人机航测技术的优势

1.1 航拍影像分辨率高的优势

自动态定位技术突破以来，无人机航拍影像的数据分辨率得到了快速的提高，有效的改善了无人机航测技术的测量精度，其精度可达厘米级，在大比例尺地形图测绘、工程测量等领域得到了快速的应用。

1.2 影像数据获取效率高

传统的测绘技术以全站仪、经纬仪等为主，主要以测绘人员外业采集测量点为主，不仅耗时耗力巨大，其精度也较低，即获取测绘信息的效率极为低下。无人机航测技术是以航拍影像资料为基础进行的，即从航拍影像中获得测绘区域的地形地貌等信息，不需要测绘人员开展繁杂的外业采点工作，提高了单位时间内数据采集的效率，有效的降低了测绘成本。

1.3 宽泛的使用条件

无人机航测技术是以航拍遥感影像为基础的，对测绘区域的使用条件更为宽泛。传统的测绘技术在密林高山地区不占优势，主要表现在两个方面：一是高山密林地区视野遮挡严重，阻碍了水准仪、经纬仪、全站仪测点工作，降低了测绘精度和工作效率；二是高山地区地形地貌复杂，测绘人员无法到达预定的测量位置，出现测绘空白区域，导致测绘精度降低。无人机航测技术能够在低空获得较高分辨率的航拍影像，通过数据处理可获得精度较高的数据信息。因此，无人机航测技术能够适用于更加宽泛的测绘环境，如地形测量、工程测量等。

1.4 高的社会经济效益

与传统的测绘技术相比，无人机航测技术的测量成本低于传统技术，主要表现在外业数据采集工作效率明显提高，降低了外业耗时耗力大的弱势。无人机航测技术仅需要少量的外业补测、调绘就可完成测绘区域的测量任务，且最终的测量精度完全满足相应比例尺的基本要求，因此具有广阔的应用前景。无人机航测技术以航拍影像数据为基础，在较短的时间内可获得较大面积的影像数据，缩短了测绘周期。

2 无人机航测技术在矿山测绘中的应用

该技术的应用流程主要包括测绘区域的资料收集、踏勘、编写飞行计划、无人机航空测量和影像质量检查、影像拼接、像控点布设、数据处理等几个方面，其应用流程见图1。

2.1 航线设计和地面控制测量

在执行飞行任务之前，需要对测绘区域进行踏勘，了解测绘面积、地形等，并根据踏勘结果将测绘区域划分成若干子区，设计航线图。将设计飞行高度、航向、航线、旁向和航向重叠度等内容标注在航线图中[2]。地面控制测量是无人机航测技术的关键技术之一，是控制无人机飞行状况，决定航拍影像质量的关键环节之一，为了确保无人机在飞行过程中对测绘区域全面覆盖，需要对测绘区域进行控制点的布设工作。

地面控制点布设一般按照区域网四角布设平面控制点，在布设过程中需结合航线间距、旁向和航向重叠度进行。在不同飞行区块的结合部位需要布设地面控制点，可以有效的提高影像拼接质量。

图1 无人机航测技术工作流程示意图

2.2 空三加密测量

无人机航测过程中势必存在拍摄空白区域，如遮挡严重的区域可形成死角等，使得测绘区域局部的测量精度达不到航测的基本要求。基于此种情况，可以通过空三加密处理消除上述问题。空三加密是以航拍影像外的方位元素进行准确预算，结合计算机处理技术将测绘区域的干扰因素剔除，进而获得贴近真实情况的数据信息。因此，空三加密测量不仅能够有效的消除上述测量空白区的弊端，还能够提高测量精度，使得地形地貌条件差的测绘区域获得更高的精度。

2.3 内业数据处理

在完成外业航拍影像数据的基础上，需要对航拍影像进行内业数据处理。将空三加密处理后的数据信息开展平面坐标的计算工作，并将不同影像在数据处理平台中拼接，开展同名像点的转点以及处理流程，可以有效的消除因航空拍摄相机产生的影像畸变，提高测绘精度[3]。将初步处理的数据导入至数据处理软件MapMatrix4.2中，进行内定向、去测平均高程等流程，开展矿山数据信息的采编流程。在完成上述操作之后，自动生成地质图等成果图件，对成果图件逐渐检查，检查质量是否满足生成需求、精度是否达到相应比例尺要求，若存在不合理，及时进行外业调绘工作直至将矿山地形图中的错误改正后，生成最终的成果图件。

3 结语

总体上，现代化无人机航测技术具有宽泛的使用条件和广阔的应用前景，该技术在矿山测绘中具有明显的优势，有效的降低的测绘成本，提高了测绘效率和测绘精度。本文以某矿山的地形图测绘过程为例，通过测量精度对比认为无人机航测技术能够满足大比例尺矿山测绘精度需求，且该技术具有低的成本、高的精度，更能够适用于测绘条件复杂的区域。