无人机航拍技术在矿山地质灾害应急测绘中的应用分析

（安徽省地质矿产勘查局325地质队，安徽 淮北 235000）

近年来，无人机航拍技术不断改进与创新，在矿山灾害应急工作中占据重要的地位。无人机航拍技术同传统的航拍技术相比，具有精准度高、操作简便、成像清晰等特点，是收集高精度信息的重要方式，更是较为先进的信息收集技术。

1 无人机航拍技术在矿山灾害应急保障中的应用方法

根据不同时间、不同矿山灾害应急部门对应急信息的差异化要求，技术人员要提升航空遥感影像设备的信息处理能力，其中设备的形式和功能需求主要分为三个阶段。第一阶段，应急测绘设备在无人机航拍收集信息的2小时之内做好信息的处理工作，并在半小时将其发送到灾害应急指挥部门。第二阶段，无人机航拍测绘设备要为相关人员提供精准度为1：50000的正射影像、数据域以及矿山三维模型等信息。第三阶段，无人机航拍应急测绘设备要提供精准度为1：10000的DEM、正射影像、矿山三维模型等信息。

1.1 影像快拼技术

由于单张图像具有一定的局限性，难以将整个矿山通过一张图像呈现出来，这就要求在进行矿山测绘时应用无人机影像处理技术，收集更全面、精准的信息。矿山灾害的应急处理中，无人机航拍常常会出现拍摄时间紧、图像倾角不合理、图像旁向叠加度不规则等问题，并且无人机上的相机主要是非量测型相机，这种相机的拍摄出来的影响清晰度不高，容易产生误差，信息处理的环节与常规影像技术的处理环节也存在一定差异。基于这种情况，相关人员要规划好无人机影像处理技术的应用流程，保证其能够在规定时间为应急人员提供精准的信息，提高应急工作的效率与质量。应急信息处理技术主要包括信息质量评估、数据域生成、单片纠正和镶嵌匀色等流程。结合无人机航拍技术的特点，在对应急信息检查时要重视对图像和曝光点的处理，旋偏角角度的调整以及是否有石覆盖等情况。应用无人机自驾仪进行航摄，可能会出现图像曝光点不统一的问题。因此，要做好曝光点与图像信息的匹配确认，确保图像能够为空三计算提供依据，使其符合应急信息处理的要求。审核图像重叠度，删除多余的图像，做好图像的抽稀工作，提高空三计算速度，高效调整图像的旋偏角角度，检查覆盖范围，评估后期空三计算结果[1]。

1.2 应急专题影像图制作

应急专题影像图能够为应急决策中心提供决策参考，是较为常见的应急信息提供方式。通常情况下，专题影像图主要有应急影像图和解译专题影像图两种形式。这两种影像图提供信息数据的时效具有一定差异，应急影像图主要特点是快速，能够对地名进行标注，及时向相关人员提供矿山灾害区域的地形信息，是应急准备环节中重要的信息资料，更是应急指挥决策的主要依据。应急指挥中心可以根据解译专题图中的符号、颜色等信息，分析出影像各个要素之间关系。应急无人机航拍技术中的解译专题图可以利用无人机影像对土地灭失、江河堵塞等信息搜集确认，是抢险救灾、灾后重建和灾害防治等工作的一项重要技术。

2 无人机航拍技术在矿山地质灾害应急测绘应用分析

2.1 矿山灾情信息提取

矿山的地质条件相对恶劣，一旦发生地质灾害，造成的破坏力也很大，并且灾害检测工作具有一定的难度，会出现大范围的山体坍塌、信号传输、接受较差等情况。无人机航拍技术通过现代化、专业化的信息收集设备，能够采集到具有一定精准度的信息数据，将矿山的各个部分进行拼接，为相关人员提供完整的矿山信息。同时，该技术可以将平面上确定的坐标通过矩形校正，将矿山的立体模型完整的呈现在技术人员面前，有利于其对矿山进行进一步的地质还原。低空无人机设备可以将无人机设备收集到的矿山影像和还原的矿山模型进行细致、全面的比较，将纹理重叠起来，对矿山灾害地区采取细致化的处理方式，并根据纹理叠加情况，分析矿山的具体地质信息，借助文字和符号对灾害出完成标注工作，规划矿山灾害信息的获取方案。

将无人机航拍技术收集得到的矿山灾害信息数据域DEM（如图1）开展图像比较工作，以北方向为正向方向，转换数据域坐标，比对矿山灾害信息，利用矿山影像在信息中的具体位置，依照比例尺大小找到灾害的在准确坐标。值得注意的是，无人机航拍技术在应用的过程中，可能不能完全按照轨道开展信息采集工作。这就要求技术人员在提取信息时，要考虑到数据的偏差性误差，将信息提取及先进的信息化处理技术相结合，确定偏离的进准度，通过三维拍摄技术对矿山信息进行二次模拟成像，以达到对矿山动态化监测的目的，提高矿山地质灾害信息的提取的准确度[2]。

图1 矿山灾害信息数据域DEM

2.2 矿山灾情信息处理

在完成矿山灾害信息提取工作后，要对其进行进一步的处理，主要包括信息筛查、信息去噪、信息提炼，通过这一系列处理，可以对信息进行针对性的整合分析。

首先，技术人员要结合无人机航拍技术收集而来的矿山信息，全面性的评估信息数据，将矿山的地质灾害按照区域划分，将灾害的破坏范围、严重程度将信息划分成3个等级，借助“测绘影像解释”，检测矿山灾害被破坏区域的地质类型，并计算出各个区域的地质类型占比面积，对受损程度进行持续性、整体性的评估，在针对评估结果进行灾害程度进行评估，根据生态环境的自我调节能力，对灾害等级较低区域的信息适当删除。

其次，要进行剩余的信息进行二次处理，利用无人机航拍技术对数据进行精准化的识别确认，清除掉精准度小于0.1的数据信息，借助边缘模糊化的信息处理方式，确定具体的矿山受灾位置，再进行进一步的识别，搜集有价值的信息数据。针对收集到的信息评估灾害区域的受损等级。通过这种方式，能够有效提升信息处理的精准度，也有助于相关工作人员准确的判别灾害物。

最后，完成信息处理工作，要对信息数据进行进一步的提炼，通过正向映射技术对数据信息进行高程模型的成像处理，经过多次的信息对比后，删除边缘模糊的数据，完成信息的预处理工作，以此为相关人员的灾害处理工作提供准确的信息，提高应急效率。

2.3 矿山灾害测绘图像分析

在完成矿山灾害信息处理的基础上，要借助无人机航拍技术，对矿山灾害测绘图像进行成像显示与分析。

首先，将处理完成的信息通过比例尺进行二次确认，以此形成相应的数据域、热红外线等信息，工作人员可以将其作为矿山灾害区域成像显示工作的依据，采用图像显示技术，将DEM的相关术数据投放在屏幕上，结合人工翻译技术对矿山灾害归类处理。

其次，识别矿山中有潜在危害的破坏源，依照成像技术所划分的灾害类型，借助定位技术分析影像结果，并制定相应的增援方案，推进二次灾害专业化指导工作的顺利进行。

最后，结合处理后的信息数据，开展矿山保障服务，应用无人机航拍技术完成矿山的立体建模，对矿山的地理坐标进行二次注册，实现无人机航拍技术的矿山灾害测绘图像分析处理，推进矿山灾害应急工作的顺利进行[3]。

3 实验论证分析

本文通过对比实验的方式，将矿山作为实验的研究主体，对矿山进行地质灾害模拟处理，首先用传统的应急方式收集矿山灾害地区的影像，并进行二次成像，将其作为实验的对照组。再采用无人机航拍技术进行图像的分析处理工作，完成数据的比对工作，具体情况如表1。

表1 实验数据对比表

通过表1可以看出，根据本文设计的无人机航拍技术应用规划，可以有效提高矿山灾害影像的分辨率。因此，在后续的矿山灾害应急测绘工作中，可以加强对此项方法的应用推广。

4 结语

综上所述，无人机航拍技术是当下较为先进的矿山灾害信息获取方式，对灾害防治、灾后处理等工作都发挥着重要的作用。相关技术人员要合理应用航拍技术下的各项信息收集、处理等技术，为矿山灾害应急提供准确、专业的信息。