低空无人机遥感技术在矿山测绘中的技术应用

2022-06-27吴轩

世界有色金属 2022年4期

采用低空无人机遥感技术助力现代矿山测绘工作是非常有必要的，它主要为矿山建设提供必要技术支持，例如建设各种数字高程模型等等，保证数字化矿山建设到位。目前低空无人机遥感技术是能够全面满足矿山测绘要求的，它已经全面投入到实际生产建设过程中，体现了极高的矿山测绘工作适用性。

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1 低空无人机遥感技术的基本理论

1.1 低空无人机遥感技术的基本构成

低空无人机中包含了硬件、软件以及通信三大系统，而无人机性能的优劣则取决于它的飞行姿态、续航时间、动力装置以及所能够承受荷载。而在矿山测绘工作中，低空无人机则大量采用到了遥感技术，这对其采集数据质量的提升帮助很大。一台完整的低空无人机就包含了飞行云台、控制系统、遥感设备、数据后台处理系统、通信系统以及发射回收系统。就以遥感设备为例，它在低空无人机飞行过程中随时获取影像数据，配合遥感设备中的传感器、设备任务仓、高清数码摄像机等等高端设备就能实现遥感测绘。而在执行飞行任务之前则需要对传感器、指南针等等进行检查校正，确保低空无人机正常飞行执行任务。

1.2 低空无人机遥感技术的基本操作流程

低空无人机在利用遥感技术获取影像过程中需要经历多点技术内容与流程，保证对测绘任务进行有效调整与实施执行，同时结合任务区域资料内容收集相关调研数据内容，确保无人机飞行过程中参数方法设计有效到位，以下介绍其具体的任务执行操作过程：

在收集、整理资料过程中，需要保证飞行任务执行到位，建立良好的飞行平台遥感飞行机制，确保调查区域中气象条件分析到位，建立无人机航空遥感测绘管理机制。当然，也要做好动态调勘工作，综合分析所采集到的各项数据内容。

在利用低空无人机展开测绘工作，它在提高矿山测绘精度、优化工作效率方面辅助作用极大，最大限度减少工作人力物力成本，确保土地生态资源有效恢复，满足了矿区测绘工作的长期可持续发展要求

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再次要设计飞行方案，其目的是减少低空无人机的无效飞行时间，高效率、短时间完成测绘工作任务，顺利返航。在全面了解目标区域位置、面积信息基础之上，也要充分考量飞行路线，真正做到目标区域全覆盖，切实开展测绘影像数据获取工作。

第四要检查低空无人机的机载飞行控制系统，保证遥感飞行任务执行到位。在检查飞机不同部件过程中，需要确保部件运行状态良好，建立遥感飞行作业关键技术应用与分析机制。

第五要检查低空无人机的飞行质量与影像质量，这是在无人机完成飞行任务后的必要工作。主要检查遥感影像整体质量，了解低空无人机的机身形态，避免出现重叠请教问题，同时保证筛选某些有效拍摄镜头，对其影像质量检查工作内容进行分析，结合多个方面则着重于对照片色彩饱和度与分辨率的检查。

最后要进行飞行资料整理，对无人机影像内业数据进行处理与整理汇编。这其中主要要对飞行航线资料进行整理，保留大量原始影像数据，确保内业数据快速处理优化到位。

提炼研修主题，找准方向，定位目标。建设校本研修系统，首先根据研修主题组建研修团队。主要过程是：学校先确立对全校的教师具有指向性和引领性的研修主题；教研组根据学校的研修主题，依据本学科学情与教情提炼出有价值、有意义的教研组的研修主题；然后再将教研组的主题，分解成教师研修的分题，这样教研组在一个研修主题之下，便形成了一个有共同目标的研修团队，即研修组。

在利用低空无人机遥感技术展开航空摄影测量过程中，需要提高其前期测绘效率质量，结合低空无人机遥感技术内容规划设计区域内高分辨率数字正射影像图。结合统计项目区域基础设施展开测绘，合理运用DOM与DEM成果。如此对提高项目工程布局规划精细度与计算工程量准确度也非常有利。在矿山采区的土地复垦测绘过程中，应该充分体现低空无人机遥感技术的多点技术优势特征，比如说它的高效性、直观性、全面性特征。要围绕正射影像图提高测绘时效性与测绘精度，保证数据分析准确到位，建立可以全面客观反映高程模型与数字三维坐标的基础数据体系。

2 低空无人机遥感技术在矿山测绘中的适用性分析

其次在测绘图幅接边位置需要装载大量矢量文件，优化形成立体接边形式，保证数据刷属性编码设计到位，如此可保证图幅上所有地形都是闭合状态的，以便于后续测绘统计工作进一步展开。

大体来讲，目前建设数字矿山成为一种趋势，利用低空无人机遥感技术无疑能够获得更丰富的信息数据内容，满足矿山基础数据信息获取要求，这其中包含了数字正射影像、数字高程模型以及地形图件等等，结合矿山测量建立创新测绘技术手段，确保满足相关测绘技术要求，同时对矿山地理数据进行实时更新，正向影响数字矿山建设。在矿山环境治理恢复检查技术手段过程中，还需要利用到诸多真色彩内容来优化遥感数据技术内容，保证矿区遥感数据信息获取到位，确保在治理与恢复都是有帮助的。在运用低空无人机进行遥感测绘过程中，其矿山测绘地形图的成图比例尺普遍小于1:2000,在地物精度分析过程中，则需要确保低空无人机在飞行姿态与影响质量方面突破固有局限性，满足矿山测绘建设生产各项技术要求

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3 低空无人机遥感技术在矿山测绘中的技术实践应用

在具体的工作中，测绘技术发挥了巨大技术实践应用价值，下文具体探讨几点：

3.1 空中三角影像测量的技术实践应用

徐艺道：“我没事。您忘了，上大学那会儿，我练过跆拳道。”见张仲平开始有点犹豫，徐艺又道：“要不，再等等，我们再打打他的电话。”

就以物方空间坐标系测量为例，它建立了与有效测绘分析机制，保证坐标测绘高程系统建设到位，例如国内比较有名的黄海测绘工程技术就是如此，它在结合空中测绘过程中建立了相应数学模型，确保测绘坐标参数转换到位，体现测量方向与外方位因素精度。在这一过程中需要明确待求值三维坐标，结合定向与地面绝对位置关系分析地面控制点坐标，同时建立立体模型，这其中就涵盖了相对定向与手动、自动定向两种技术方法。

就以规定坐标系为例，它需要建立4个控制点，主要对各种坐标进行计算评估，如此可平衡外业工作量，充分体现低空无人机的遥感技术应用优势。在获得控制点数据过程中，则利用到了低空无人机中的少量像控点，参考构建数字模型平差结算摄影过程中的控制点内容，形成所拍摄照片的外方位元素。如此就形成了空中三角测量机制，它与区域网平差测量在技术应用特点上几乎一致。

3.2 DLG量测的技术实践应用

城外，虎狼般的胡人随时可冲杀进来，城内，也让秀容月明放心不下。他亲手斩杀过临阵脱逃的十几名士兵，他也听到禀报，丛时敏手下士兵怕死，已有近百人脱下盔甲，跑了。还有两名偏将带着几百人假传他的命令，要打开北门逃跑，幸亏看门的是秀容兵，看出破绽，及时示警，秀容月明赶过来，平息叛乱。

首先要利用低空无人机测绘矿山路线，结合矿山路线等级由高至低设置主干道、次干道、展开测绘工作过程，避免出现线路通行不闭合问题。在进行矿山逐个绘制过程中，需要基于高程层面由高至低确定电线塔，测绘3个角点配合直角化闭合分清主次，同时绘制等高线确保矿山测绘工作效率全面提升。例如配合曲线插入测量首曲线，并在坡度位置绘制陡崖，满足测区范围内空白区域测绘到位，在建立等高线的基础之上确保高程点布设到位。

就矿山测绘工作而言，要保证低空无人机遥感技术发挥了重要价值作用，但是由于考虑到矿山中各种地层表面露天堆积，存在明显的矿土共存状况，所以在成矿特征分析过程中要建立特殊测绘工作环境，保证测绘工作过程实施到位。需要利用低空无人机遥感技术来应对矿区覆盖面积较大、作业面积较广这一现状。所以整体看来低空无人机遥感技术对于矿山测绘工作全面开展而言是具有很大帮助的，其发展前景值得关注。

结合低空无人机遥感技术中的空三测量成果，需要进一步建立影像三维模型，调用相关特征数据采集工具展开数字化测图工作。就矿山矿区测图过程而言，需要获取矿区地物地貌特征数据，保证赋存矿山区域量测精确化。下文就简单介绍了DLG两侧技术的实践应用流程：

3.3 DOM制作的技术实践应用

在利用DOM数字正射影像进行数字高程模型设计过程中，需要保证影像元校正到位，利用比例尺图幅范围优化裁剪，形成数字正射影像，其中就涵盖了大量的地图几何信息内容，对像片影像特征进行调整，提高数据量分析精度。在校正影像图片以后，需要保证数字正射影像重要信息分析到位，结合自然灾害防治工作建立重要保障机制。其DOM数字正射影像的数字高程模型设计流程就包括了正射投影与中心投影两点，要结合投影差分析倾斜误差问题，同时建立坐标系统，形成影像拼接与矢量叠加分析机制。另外，在数字高程模型DEM生成过程中，也要通过低空无人机遥感技术修改、更新与管理相关数据信息内容，确保区域测量精度到位，满足测绘作业要求，在建立DEM高程模型过程中体现测绘技术优越性。

3.4 矿山土地复垦的技术实践应用

就整体而言，相比于传统航天航拍，低空无人机在自身特点优势方面体现明显，它无需进行实地测量，通过拍摄高清影像就能快捷便利获取数据内容，整体看来成本较低、机动性、安全性表现较好、同时受气候条件影响较小，能够满足多角度拍摄要求，特别是针对某些传统人工难以测绘的危险区域也能实现成功测绘，这体现了低空无人机遥感测绘技术的优越一面

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考虑到矿山测绘区域中地形高程必然存在偏差，所以可能造成土地挖填方量增大，这严重影响到了工程预算编制。而通过低空无人机摄影测绘技术客观反映正射影像图实效性，保证测绘精度有效提升，同时建立数据准确分析机制，如此对于矿山测绘整理项目的规划设计帮助很大。在通过遥感软件直接生成矿区数字高程模型过程中，也建立了多个数字三维坐标，保证土地整理调配与基础数据应用到位

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（一）最急性型突然发病，个别病猪未出现任何临床症状突然死亡，病猪体温达到41.5℃，倦怠、厌食，并可能出现短期腹泻或呕吐，早期无明显的呼吸症状，只是脉搏增加，后期则出现心衰和循环障碍，鼻、耳、眼及后躯皮肤发绀。晚期出现严重的呼吸困难和体温下降，临死前血性泡沫从嘴、鼻孔流出，病猪于临床症状出现后24～36 h内死亡。

3.5 土地复垦测绘的技术实践应用

在土地复垦测绘的技术实践应用过程中，需要结合矿山测绘中各种金属矿分布分散、埋设深度较浅、复合物地质结构相对复杂等等特点展开测绘工作，进行土地复垦测绘。具体来讲，要采用低空无人机遥感技术获得数据资料，保证采空区用地复垦工作实施到位。在复垦土地利用性质不变情况下，确保矿区农用土地测绘工作全面铺开，建立总量动态平衡分析机制，形成矿区生态系统。就复垦方式选择方面，需要建立遥感测绘分析机制，将工程与生物两大复垦数据内容融为一体，确保测绘技术实践应用到位。

在施工放样测绘过程中，利用低空无人机遥感获得数字正射影像，同时建立坐标系统影像数据分析机制，将放样点线直接导入到规划区域中形成数字正射分析图。这一过程中还必须对放样点线坐标与数字正射影像内容进行有效合成，合理判断设计点位的具体物理位置，如此设计点线可保证精准定位，提高测绘技术应用效能。

在低空无人机遥感技术支持下，无论是复垦前期亦或是后期都可以取代传统全站仪以及GPS-RTK设备，利用无人机遥感技术获取大量数字地形资料，同时对矿区土地现场进行勘探，最终获得数据反映矿山真实状况。在采用低空无人机遥感技术过程中，需要围绕矿区至少150km

范围内展开拍摄测绘，且影像资料至少要保留7天以上。而在获取像控点数据过程中，则需要利用影像数据处理相关测绘技术内容，体现测绘工作技术优势。在利用数字高程模型准确计算挖方与填方过程中，则需要合理编制施工技术内容与成本内容，确保工程项目顺利推进。

其次要选择起飞场地，结合调查目标区域最大程度分析飞机机载设备安全条件，有效开展飞行工作。当然，低空无人机对于起降场地的要求并不高，其所重点考量的是安全起降问题，要避免执行飞行任务过程中发生任何意外事故。

4 低空无人机遥感技术在矿山测绘中的未来技术应用展望

客观讲，低空无人机遥感技术为矿山测绘工作带来了新思路、新方向，所以它必然成为未来矿山测绘工作中的关键核心技术。为此，也非常有必要对低空无人机遥感技术在矿山测绘工作中的未来技术应用进行相应展望。

孟子所说的“此天之所与我者”，可以理解为心的“思考”能力是人类特有的，这是人区别于动物的重要标志，强调了思考对于人类的重要性。

首先，要科学合理控制低空无人机的飞行姿态，将其机身朝轻量化方向打造，如此可确保操作过程更方便，为摄影测绘工作带来更多技术优势。考虑到低空无人机在飞行过程中飞行姿态不容易控制，一旦出现及机身倾斜就会影响测绘拍摄质量，甚至导致炸机情况出现。因此在未来设计低空无人机过程中还要重点围绕其机身质量做文章，保证采用更加优质的机身材料来提高低空无人机的整体品质。例如目前所采用的PCM复合材料相比于传统金属材料强度、刚度更高，且热膨胀系数相对较小，也具有一定的抗疲劳与抗振动能力。如此材料设计制作的低空无人机可减轻重量至少30%左右，同时保证机身稳定。

其次，在利用低空无人机进行影像自动转点过程中，需要在无人机上搭载以远景航测技术，配合影像自动转向过程分析区域自动匹配效果，确保进行调节，确保人工增加大量同名点以及内业技术内容优化。在这一过程中需要有效了解、消除工争议点内容，优化测量方法，快速处理某些争议点内容来提升其研究水平。

再次，在低空无人机遥感技术支持下，数据采集主要配合航天远景MAPmatrix软件技术展开。不过考虑到无人机遥感技术所采集的数据信息具有特殊性，且在后期编图过程中也必须对所采集的矢量数据进行赋权调整，增加属性编码，因此必须利用遥感技术来检查矿山测绘区域的直角化闭合情况，适当增加内业工作量，满足数据采集与产品输出要求，为低空无人机遥感测绘工作过程明确新思路、新方向。

建立汉江流域水资源管理和保护管理指标体系，重点是要明确汉江流域用水总量、用水效率、重要水功能区水质达标“三条红线”管理指标。指标制订以国务院批复的《全国水资源综合规划（2010—2030年）》（以下简称《综合规划》）、《重要江河湖泊水功能区划（2011—2030 年）》、国务院办公厅印发的《实行最严格水资源管理制度考核办法的通知》（以下简称《考核办法》）等文件为依据，以流域内各省级行政区分解的 “三条红线”管理指标为基础，将汉江流域用水总量、用水效率和水功能区水质达标率管理指标，按2015年、2020年和2030年分解落实到干流、省界河流、重要支流和行政区域。

国家艺术基金项目“纳西族东巴画艺术百年展”共分为三个篇章。“传统篇：致敬经典”，表现传统东巴绘画的民间之美和朴素之美；“现代篇：传承匠心”，展示东巴画传承人和纳西族文人画家对东巴绘画艺术表现和美学的探索发现；“未来篇：守望家园”，展现当代青年及学生对东巴艺术的学习、理解和尝试。

在针对矿山测绘工作过程中，要建立低空无人机遥感技术支持的智能矿山测绘技术体系，保证满足实时动态监测工作要求，这也是未来矿山测绘技术工作应用发展的一打方向。在确保矿山测绘实际工作优化生产过程中建立低空无人机遥感控制技术体系，保证数字正射影像图有效测绘工作实施到位。评价DOM/DEM成果精度，确保矿区土地复垦规划设计到位，处处体现低空无人机遥感技术的实践应用优越性

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