无人机测绘在矿山测绘中的应用

2020-03-08高清勇

工程技术研究 2020年8期

高清勇

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局五总队，贵州安顺 561000）

伴随3S技术的快速进步，无人机航测逐渐得到了人们的重视，并在多个领域中得到有效应用。对于矿山测绘而言，测绘技术直接影响资源的开发效果以及资源的利用率，特别是对于露天资源而言，如果能够对其进行合理化应用，将会有效推动矿山测绘工作顺利发展。因此，相关人员需要做好分析工作，充分发挥其优势，确保技术的应用效果能够达到预期目标。

1 无人机测绘技术的主要优势

1.1 分辨率方面的优势

对于无人机航测来说，其本身便是一种综合型技术，主要包括定位、图像融合以及无人机等。基于现代化高精定位的方式，其确保图像的融合效果有所提高，进而使得实际获得的影像资料有着非常高的分辨率。通过统计能够发现，基本上已经达到了厘米级别，确保所有处理工作更具精确性特点。除此之外，相比于早期的测绘方案，通过应用无人机航测的方式，可以有效防止测绘误差出现，原本工作人员无法到达的区域也能够前往。因此，该技术通常更适合应用在一些整体面积过大或者地貌较为复杂的区域[1]。

1.2 采集效率方面的优势

在应用无人机航测技术的过程中，外业数据采集基本上都以航拍的方式居多，也就是在较短的时间内，快速完成影像资料获取。相比于早期的测绘模式，该技术在实际进行测绘工作的时候，需要花费的时间仅仅只有3～7d。由此可以发现，不仅采集的效率得到了大幅度提升，而且测量周期也有所减少。

1.3 数据处理方面的优势

不论是早期的测绘技术还是当前全新的测绘技术，都需要进行相应的数据处理工作。相比于早期的技术，无人机航测最大的特色便是数据处理的速度非常快，主要体现在3个方面：（1）在进行数据获取的时候，应用的方法基本上都以航拍和POS数据为主，无需手动进行录入；（2）数据资料本身便具有传统的坐标系统，因此无需多次转换频次；（3）所有数据资料的格式都完全统一，仅仅只需要简单处理就能够直接使用。

1.4 经济效益方面的优势

（1）该技术有着较强的现代化特点，通过多项技术融合之后，能够有效提升测绘的速度，缩短测绘周期，提升社会效益；（2）该技术能够有效缩短测绘周期，实现了单位时间内高效测绘的基本目标，确保所有设备都能够得到有效利用，进而提升了经济效益[2]。

2 无人机测绘工作的全部流程

2.1 资料收集和整理

在接收到任务之后，首要工作便是对当前调查工作的基本目标和任务进行全面分析，了解所有需要应用的航测设备，明确基础飞行平台；之后再按照调查区域的气象条件和地质条件，选择最为合适的工作时间，并收集相关基础资料，为之后测绘工作的正常开展提供基础数据。

2.2 确认起飞地点

由于在实际飞行的过程中，经常会有许多很难预估的问题存在，有着很高的安全隐患，所以在正式试飞之前，工作人员应做好场地的勘探工作。一般来说，无人机起降对于场地要求并不高，需要将重心更多放在安全层面，主要包括设备安全以及测绘安全，以防在实际测绘的时候会有意外情况产生，甚至导致事故发生。在来到调查区域之后，基于飞行平台本身，应选择一个较为开阔的场地，地面需足够平整，便于无人机能够正常起飞降落，并使工作人员、机载设备以及无人机本体的安全性能够得到保证。

2.3 设计飞行方案

优秀的飞行方案能够大幅度缩短飞行过程中需要耗费的时间和架次。在完成目标位置的分析之后，需要思考的便是飞行工作的整体效率。在确保目标区域能够全面覆盖的基础上，设计一条最短的航线，以此完成影像资料的获取。

2.4 对控制系统进行检查

在正式起飞以及降落之前，工作人员应当对所有部件展开深入检查，把握设备现阶段运行的具体情况，以此保证所有部件能够正常运行。这样一来，测绘工作将会更具效率，同时也有着很高的安全性[3]。

2.5 对影像资料展开检查

在完成飞行任务之后，工作人员需要对于获取的影像资料展开检测。由于在高空中经常会有不稳定气流存在，同时飞机本身重量偏低，因此经常会有飞机倾斜的情况产生，或者发生航线偏离的状况。工作人员必须进行全面检查，如果问题较为严重，还需要重新测绘。对于飞行质量方面的检查，主要包括像片重叠度以及倾斜角度。

2.6 对飞行资料展开整理

在针对无人机的影像数据正式展开处理之前，工作人员需要对现阶段获取的所有资料进行整理，如航线资料、原始数据以及姿态参数等。待这些内容已经完全整理完毕之后，便能够在短时间之内迅速完成所有资料的处理工作。

3 无人机测绘技术的应用方法

在开展测量工作的过程中，经常会有矿区需要大比例尺地形图，或者土方量计算的难度过高，为此，相关人员便需要充分利用相关软件展开计算工作，明确各个点位的分布情况，把握其精细度水平，为之后工作的正常开展奠定良好基础。通过应用无人机测绘的方式，以此创设三维和二维模型，可使得量表计算以及绘图变得更具客观性以及直观性。

3.1 确认测绘数字结构

基于无人机远程成像最大化，可以呈现出矿山测绘的基本数字结构。通过这种方式，一方面可以推动企业的整体发展，另一方面还能够大幅度缩减测绘工作需要投入的经济成本。

3.2 明确基础航线

从航测的层面出发，应用无人机测绘技术可以对之后的航线进行明确，确保其航测范围能够达到规定标准。为此，工作人员必须对于当前的地形结构有所了解，把握其整体面积，之后再结合当前的地形剖面图，通过合理挖掘和探索，把握能够和其完全匹配的选择范围。

3.3 保持航测精度

无人机测绘技术不仅实际获得的成像有着较高的清晰度，精度也能够得到保证，同时还能打破原本恶劣环境的限制，满足测绘工作的实际需求。为了能够将其作用全部发挥出来，企业需要对测绘人员展开培养，促使其整体水平有所提升，通过合理引导，促使其掌握相关基础操作方式，懂得如何进行合理使用，进而确保航测的精确性能够达标。

3.4 明确测绘内容

（1）矿区大比例尺地形测绘。在使用了无人机航测技术之后，原本在整个区域之内的所有平高点，都可以通过RTK技术或者CORS技术完成搜集工作，并明确具体三维坐标；之后再将POS数据导入软件内部，展开影像匹配、空三解算以及DOM制作的相关工作；最后，通过获取的影像资料，将其全部导入系统内部，完成原本矢量化的基础目标，绘制地形图。在使用的过程中，需要定期进行调整，如果发现和实际情况存在差异，应及时进行更新。（2）矿山堆体量测算。如果需要对矿山的土方展开计算，或者需要把握矿体当前的堆量，早期工作人员通常应用RTK技术，结合矿山的基本特点，通过网格采集的方式，获得相关数据。这种方法不但会浪费大量的人力资源成本投入，而且精确性方面也很难令人满意。而如果采用无人机测绘的方式，依靠航摄的形式获取相关数据，创设相关模型，之后再使用高密度点云数据直接完成体积的计算工作，这样一来，整体操作难度便会大幅度降低，投入的成本也会有所降低，而且精确性也会得到大幅度提升。（3）矿山动态监测。在普定县露天开采矿山动态监测中，应用无人机测绘按季度获取矿山正射影像，并建立三维模型，简单明了地反映出矿山实时的开采位置及矿山的土地破坏面积；并在建立的三维模型上分别提取出间隔期的高程数据，计算出矿山两次监测期间的具体开采量，为自然资源部门提供直观的图纸和准确的监测数据。其监测成果比较直观，相比传统测量方法，工作效率更高，且对于原传统测量方法测量人员无法到达的位置也能进行实时测量。

4 无人机测绘技术未来的发展

4.1 数字化方向

对于测绘技术来说，在未来会变得更具数字化特点。在完成测绘工作之后，通过应用智能化系统，工作人员便能够结合当前的实际情况绘制图纸，整体效率会非常高，工作人员的工作负担也会有所降低，仅仅只需要对工作程序展开设计。

4.2 智能化方向

一般来说，智能化和数字化之间并没有特别大的差别，但如果从客观角度来看，智能化的发展显然更能符合实际工作的正常需求，符合当前测绘工作的基本需求。在现今的测绘工程中，智能化技术得到了越来越广泛的应用。这其中，最具代表性的便是智能化系统，其可以对当前收集的所有数据展开检测，如果发现有任何数据存在较大误差，能够在第一时间给予提示，促使工作人员尽快展开核实，确认数据的可靠性是否达标，为之后绘图工作的正常展开奠定基础。