无人机遥感技术在矿区测绘工程中的应用

申继财，廖盛成

（赣州市国土空间调查规划研究中心，江西 赣州 341000）

1 工程中矿区测绘工程的重要性

在矿山测绘工作中，测量的准确性与效率直接关系到整个测绘项目的整体质量。采用无人机遥感技术代替传统的工程测量方法，既可以提高矿区的测量效率，又可以确保测量资料的真实性，减少错误的概率，从而为国土资源的管理工作提供更加详细的数据[1]。

1.1 传统测绘手段的不足

通过对传统的测量方法的仔细分析，可以看出，这一方法存在的问题比较多，主要体现在以下几个方面：①通过手工获取地理信息和资料。但在实际应用中，由于生理﹑环境﹑心理因素等因素，很可能会影响到人工操作的结果，从而造成测量结果的偏差，这些偏差往往需要大量的数据进行对比和分析，从而影响到后续的施工工作。②在进行手工测绘时，很容易耗费大量的人力物力。在人工采集的过程中，并不能直接绘制出相应的地图，需要大量的软件来显示地图的三维特征，这就需要耗费大量的时间和精力，从而影响到整个项目的进度。③许多测绘项目所面对的地理和环境条件都比较复杂，难以收集到精确的空间信息。

1.2 无人机遥感技术的应用优势‍

无人机实际上是一种没有驾驶员的小型飞机模型。英文是unmannedaerialvehicle，我们简称为UAV。它通过自己的内部装置动力设备和导航装置为自己提供飞行性能和遥控。无人机最早的使用可以追溯到1913年军事侦察的应用，以全球鹰和神经元无人机为代表。这样的典型无人机代表从军事任务中脱颖而出：不仅可以拍照，还可以进行图像校正，功能强大。从战时到太平盛世的发展历程来看，无人机的历史角色也发生了深刻的变化：不再是军事任务的专属产品，而成为GIS等信息技术的服务对象。对于GIS，主要的数据来源是遥感[2]。近年来，随着GIS的强劲发展，研究人员也对遥感作为GIS的数据源进行了深入研究，它具有数据采集速度快﹑实时性强﹑节省人力物力等特点，并因其简单易行而受到人们的青睐。传统摄影测量受距离限制，最多只能测量20m以内的地面物体，而无人机的测量范围可达300m，可在此范围内进行灵活的空中作业。随着测绘数字化时代的到来，无人机与摄影测量将相辅相成，为人类测绘活动提供实用服务。

无人机遥感技术包括多方面的包括大数据技术﹑信息处理技术﹑因特网技术﹑使大量的数据信息得到充分地分析和处理。无人机遥感技术在多种仪器设备的支持下，实现远程控制工作，获取空间地形中的各种地理信息和数据。在无人机遥感技术的实际应用过程中，除了信息检索之外，各种信息也得到了有效地处理和存储，同时，通过因特网技术，使各类GIS资料能够完全交换，大大降低了测绘工作的难度。

在测绘工程中积极引入无人机遥感技术可以带来明显的优势：

（1）提高测量数据的准确性。通过运用好遥感技术，实现对相关建筑的精确测量，使其覆盖范围更广，效果更好。

由于无人机遥感技术利用卫星定位的有效方法，可以在100公里以上的一些测量范围内探测到一些小目标，加强了测绘项目的数据完整性。无人机遥感技术以飞机扫描卫星为基础，能与地面接收器保持很好的反应，为测绘人员和绘图人员提供足够的资料。

（2）全面提升测绘工作的效能。将无人机遥感技术应用到测绘工程中，可以使测绘工作自动化，无需人工进行人工观测，从而大大降低了工作人员的工作量，从而大大提高了测绘工作的整体效率。

（3）一般不会受到任何外部因素的影响。利用无人机进行高精度的测量，可以有效地适应不同的气候环境。

1.3 测绘技术对整个规划工作的重要影响

土地规划对未来的土地建设有着重要的影响，在土地规划的过程中，规划管理者需要对土地进行勘测和认识，了解土地的内部结构和周边地形等，以最大限度地提高土地的利用效率。利用测绘技术可以帮助工作人员了解土地的深层内部结构，利用卫星技术和三项技术（表1）可以明确地形地貌，明确土地资源分类，使不同的土地类型能够加以区分，以便尽可能广泛地使用，因为它们的使用可以更好地开发和利用土地资源[3]。无人机遥感技术可以获得实时准确的空间信息；RS可以远距离确定﹑测量和分析目标的性质，通过遥感技术为土壤﹑污染等环境监测提供相关数据和信息，为国土资源规划﹑电影等提供航空，用于使用4D产品，GIS技术具有强大的空间信息输入﹑存储﹑查询﹑计算﹑分析和呈现能力，可以存储和动态管理与土地规划管理相关的数据，为土地规划政策支持提供支持。因此，通过测绘技术获取清晰的土地相关数据资源，有助于构建科学合理的土地数据库，将极大促进后期管理工作。

2 无人机遥感技术在测绘工作中的方法

它的优点与特性，将有助于推动我国测绘技术的稳步发展，达到测绘达标的目的。为了全面提升测绘技术，必须充分认识无人机遥感技术的特点，应用科学合理的实现方法。

2.1 数据采集

在应用无人机遥感技术进行矿山测量时，主要采取网格和相应的数据存储方式。在光栅数据方面，存储器可以根据网孔的距离来决定光栅数据的获取精度。适度，将所储存的物体以图表形式输出。

在此基础上，提出了一种基于光栅和矢量的数据采集与处理技术，并通过无人机遥感技术获得了具体的地理坐标，并对所采集的光栅﹑矢量进行了处理。并与数码扫描仪﹑激光雷达等配套仪器一起，有效地进行资料的收集。

2.2 数据处理

在矿山地质调查中，资料处理是矿山地质勘探工作中的一个关键环节，它不仅是数据采集的目标，而且对后期的数据进行管理也是必不可少的。地理数据具有三个属性：空间﹑属性和时间。客观上，在矿山现场测绘项目中，测绘内容的主要项目是道路﹑建筑物和属性数据。属性数据尤其是这三个元素中最重要的。

区别客观和主观的界定。本文中的“物质性”与城市街道形态﹑街道名词等相关，而“主观”属性则与城市道路﹑路口的交通状况等相关。

2.3 工程的精密测量

利用无人机遥感技术进行工程测绘，能够有效地利用现代仪器的优点和能力，并提高测量精度。必须指出，仅靠数据的收集无法支持测绘工程的健康发展，必须对各类资料进行全面的分析[4]。无人机遥感技术自身具有很强的数据检验能力，能够对采集到的信息进行有针对性地对比，并对所获得的各种信息进行分析，从而保证其真实性和准确性。同时，也有很好的解决问题的回款技术，能在很长时间内排除所有的错误，确保整个工程的效果，为工程的后期施工提供帮助。在实际应用中，运用无人机遥感技术进行精准的测量，并将所获得的资料与其本身所保存的资料进行比较，纠正错误，从而得到对应的地图。

2.4 信息显示

地图特性通常包括唯一值地图﹑唯一符号和对应的域属性和数量表达。例如，单一符号的使用可以表示感兴趣的对象，进一步符号的疏密可以表示对象的具体分布，所以，在国土测量中，可以采用具体的标志来表达目标。另外，利用多种颜色的标志进行识别，有效地增强了无人机遥感数据的显示能力。

2.5 信息资源分析

近几年，由于人地矛盾日趋严重，为了更好地利用土地资源，可以通过无人机遥感技术，将其系统结构与功能的应用拓展到更大范围，从而实现对土地的有效﹑真实﹑及时﹑快速地采集和分析。基于相关的安全定位﹑地理坐标等，进一步强化了数据处理，实现了国土信息资源的自动管理，提高了国土行政工作的整体水平。

3 矿区测绘工程中无人机遥感技术的应用

3.1 无人机遥感技术在工程测绘中的应用

无人机遥感技术测绘技术主要具有以下特点：①定位精度高；②观测时间短；③各观测站不需翻看；④提供三度空间坐标。在精确测量方面，无人机遥感技术与其它技术有着很大的区别，在工程测绘中，无人机遥感技术测绘技术可以大大提高数据的准确性。

无人机遥感技术是工程测量的重要组成部分，无人机遥感技术测量采集有两种方式：①伪测距，其测量原理是以接收器所接收的信息为基础，利用人-机的无线电遥测技术，通过卫星测距代码，计算出从发送至使用者的接收时间，然后通过计算时间来获得接收器和卫星之间的距离，②载波相位法，载波相位法的测定原理是根据卫星的发射路线，根据卫星的相位变化，得出相应的信号的传播距离。

工程测绘中的无人机遥感技术：

3.1.1 工程变形监测

工程变形是指在进行工程测绘时，由于地壳的移动等原因，导致建筑物产生的位移。工程的变形可以划分为：①地面工程的变形；②工程的地面沉降；③围爆坝的变形。

在工程变形监测中，无人机的遥感技术起到了很大的作用，其主要表现为：①结构强度的设计；②观测器的设计；3标准设计：4个监控循环。

3.1.2 土壤动态监测

常规的大地动力探测方法有两种：①平板仪补测；②简单补充测量。而利用无人机遥感技术对中奥卫星的探测具有高精度﹑高速度﹑高效率等优点，可以有效地解决传统的土壤动态监测方法的缺陷，从而减少人力和物力。

3.1.3 地形地貌标绘

利用实时动态差分法进行地形地貌的测绘，要求操作者对各测点进行测量，并利用计算机软件对其进行处理，从而大大提高了测绘工作的效率。

3.2 遥控技术在赣州市南康区螺塘高岭矿区工程测绘中的应用

本文想选取赣州市南康区螺塘高岭矿区为例进行概述遥控技术在矿区工程测绘中的应用。

与传统的安全方法相比，远程测量有许多不足之处。远程控制技术可以实现大规模的同步测量，具有较好的实效性。控制技术可以在较短的时间内对某一区域进行反复的测量，并根据该区域的动态变化得到相应的配重数据。

（1）绘制地图。在工程测量中，利用遥感技术对立体影像进行测量是一种常用的测量手段。雷达卫星的优势是它的全天候。不怕风吹雨打。然而，SAR在噪声和噪声干扰下会出现一些损失。随着鲁达技术的不断发展，各种新的方法出现在地表三维数据采集中，对孔径雷达技术的发展起到了推波助澜的作用。

（2）在对不同的规划制图目标进行识别时，需要有清晰的空间分辨率，而分辨率则与地图尺度有着紧密的联系，而在同一平台上，传感器所获得的数据的准确度也是不一样的！

图1 遥感测绘示意图

因此，在利用遥感制图方法进行机械制调时，要充分掌握测绘工作质量﹑研究对象的变动周期以及通厚资料来源。

4 结论

在赣州市南康区螺塘高岭矿区地质测量过程中，通过可视化测量技术可以更高效﹑迅速﹑精确的获取数据，特别是由于先进计算方法与数字软件技术的广泛使用，大大提高了矿区地质测量中数字的精密度和准确性，效率高，质量安全，使测量人员的工作负担逐步降低。在新时期，矿区地质测量的技术人员在工作过程中要进行总结反思，以推动测量科技得到新的发展。

综上所述，为推动我国地质测绘技术的长远发展，需要充分重视新型测绘技术的应用，积极创新无人机遥感技术，合理应用科学和技术，有利于促进我国地质测绘技术快速发展的是提高地质测绘工程的整体质量和测绘水平。此外，技术人员在开展地质勘察工程时，必须掌握和熟悉地质勘查的有关设备和技术，不断扩大地质勘察知识储备，不断创新和优化新的勘察方法。准确把握测绘场地的真实情况，正确运用测绘方法，可以有效提高测绘产品质量。