大疆精灵4RTK无人机在矿山测量中的使用经验

苟建会

（新疆亚克斯资源开发股份有限公司 哈密 839000）

0 引言

无人机倾斜摄影测量技术以电子计算机为主要手段，通过对摄影像片的量测和解析计算方法的交会方式来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质及其相互关系，并提供各种摄影测量产品的一门科学，此项技术的提出，完全颠覆了传统测量技术中存在的仅可实现对监测点垂直检测的问题。摄影测量其特点为无需接触物体本身获得被摄物体信息，由二维影像重建三维立体模型，同时提取物体的几何与物理特性。在矿山建设初期利用传统测量方法工作时，道路设施不完善，测绘工作很难开展，人员无法到达一些山沟和树木茂密地方，所以测量数据误差大，测绘工作效率较低，大比例尺地形图测量难度非常大。如果使用无人机摄影技术，能够发挥倾斜摄影的全面性，消除常规摄影的局限性。

亚克斯矿业于2019 年7 月购入一台大疆精灵4RTK 航测无人机，使用一年多来，无人机在矿山地形测量、土石方测量、地表塌陷区测量、选厂尾矿库等方面得到了应用。通过参与其中的多数测量活动，将测量中的一些经验和感受分享如下。

1 大疆精灵4RTK无人机测量的特点

（1）外业工作量小，生产效率高。

以往我们采用传统测量工作时，由于作业人员少，很难做较大范围的测绘工作，自从有了无人机航测，已解决了这个问题，一台无人机至少相当于10～20个人的效率，另外在野外作业的时间大大减小，改变了传统测量天天外面跑的局面。不仅能够从根本上促使工作效率得到有效提升，而且还能够保证数据在采集、整理以及实际应用过程中的效率。

（2）内业数据三维模型采集直观，易于判读。

采集数据是通过内业解算，形成地形三维模型，然后在三维模型上采集点，测区的情况一目了然，点的疏密完全可以通过过滤自行控制。

（3）数据精度高，且精度均匀。

通过外业航飞高度的控制和航飞重叠度的合理选择，布置相当数量的地面控制点再加上内业软件平差时对整个测区的点进行了空三平差，所以数据点精度较高，精度也比较均匀。

（4）具有作业机动灵活性，作业成本低，价格低廉，适用范围广，在面积较小和飞行困难的区域获取高分辨率影响数据具有明显优势。

2 外业飞行的使用要点

（1）按测量测图要求，控制好飞机的飞行高度和相片重叠度。

一般矿山图件常用的比例尺是1:500 至1:2000之间，大疆精灵4RTK 的相机分别率是2000 万像素，可在180 米以下高度内，地面分别率达到8CM/pix。按测量要求，我们选择好飞行高度和航线重叠率。比如无人机起飞按设置好航线飞行高度在100米，航测地形时遥控器中照片旁向重叠度为70%，纵向重叠度为80%，实时注意无人机采集情况。

（2）做好像控点的布置工作。

像控点相当于测量的控制点，对测区有着非常重要的作用。一般一个测区至少有5个像控点，最好另外设置3到5个检核点，重要的地形还应做加密像控点。像控点要求分布均匀，要测量的地域都应照顾到。在地面上标记像控点的时候，我们一般用红色喷漆来标记，根据飞行高度的不同，所标记的像控点大小也有所不同。飞行高度为100M 时地面像控点标记长度不应小于80CM，宽度不应小于10CM；飞行高度为200M 时地面像控点标记长度不应小于160CM，宽度不应小于20CM。这样做的目的是内业处理时，像控点能清晰可见，另外在相控点的形状选择上，我们使用十字型或者L型。

（3）注意天气情况

无人机对天气要求较高，主要为了安全方面着想。一般情况下应该在6级以下的风力中飞行，另外大疆精灵4RTK无人机不具备防水功能，所以雨天时不能飞行。另外为了保护好无人机，尽量在无人机取出后，将箱子关闭，避免较多的灰尘落入箱中。

（4）电池充电

无人机的电池容量5800mah，能够维持无人机20多分钟的飞行时间。所以无人机要经常充电，刚从无人机上卸下来的电池温度较高，放置一会等散温后再充电。另外，一定要注意无人机的充电器有个充电和存储按钮，需要充电时要换过来，充电时指示灯是绿色，储存时指示灯是蓝色的。无人机的电池，在自然状态下，会缓慢自动放电，所以无人机即使不用，一个月也应该充电一次，以保持电池的良好状态。

（5）内存卡

内存卡一般存储内容不要超过标准内存容量，否则会出现漏存照片的情况。

3 无人机内业处理的2个步骤

（1）空三解算、加密点云、输出DSM 模型主要用pix4dmapper软件。

（2）在影像模型上绘图主要用eps2016软件输出三维测量数据。

后期我们对这些三维点进行处理，导入到南方cass等测量软件中，形成地形图或者其它工程方面的应用。例如地表矿堆测量、计算填挖方量等。内业处理时，注意事项是要控制好数据量，以便内业软件处理数据顺畅。无人机相片产生的点云数量巨大，往往在上千万数量级，所以我们要对点进行一些取舍，也就是说并不是点越多越好。

总而言之，随着我国信息技术和数字技术的发展，无人机在矿产开采中的应用更加深入，尤其在社会对矿产资源需求量持续增加的大背景下，数字化智能化矿山已经成为必然的发展趋势。目前我们已经累计测量了近几十个平方公里的地形地质图，为亚克斯公司铜镍矿山的各种建设工程及时提供了所需的图纸等资料，能够方便的获取矿山建设需要的各种基础数据，精度满足工程建设及设计要求。通过无人机航测系统，实现科学合理的矿山测量，为矿山有序开采工作实施提供有效保障。