無人機航測在礦山測繪中的實際應(yīng)用

黃保澤

摘要：隨著我國的科技的不斷發(fā)展，越來越多的先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)不斷地被我們用于社會的生產(chǎn)生活中，這些技術(shù)一方面促進(jìn)了時代發(fā)展的腳步，另一方面對人們的生產(chǎn)方式和生活方式也帶來了巨大的改變。而無人機航測作為一門技術(shù)應(yīng)用于礦山測繪，在礦山測繪的有效性，精確性上都有著極大地進(jìn)步。本文則將通過對元人機航測的概念理解，它的系統(tǒng)組成，它如何進(jìn)行工作的方式，如何展開作業(yè)的流程，以及它在作業(yè)中的具體應(yīng)用和需要注意的地方，以此來分析無人機航測在礦山測繪中的實際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無人機航測；礦山測繪；應(yīng)用

一、無人機航測概述

無人機航測是無人機技術(shù)的一個應(yīng)用途徑，無人機技術(shù)從概念上來理解即是無人遙感技術(shù)。它是當(dāng)下一種比較先進(jìn)，新型的技術(shù)，通過結(jié)合眾多先進(jìn)的技術(shù)，如無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感、通信、GPS和GIS等技術(shù)為一體的綜合性科學(xué)技術(shù)，這種技術(shù)則是廣泛運用于有關(guān)地理范圍的測量與測繪。而無人機航測這項技術(shù)的第一次提出是在20世紀(jì)20年代，并在之后的實際運用中，不斷完善，不斷擴(kuò)大該技術(shù)運用的地域范圍和應(yīng)用的途徑。特別是隨著無人機和數(shù)碼技術(shù)的不斷的優(yōu)化和進(jìn)步，該技術(shù)在獲取空間數(shù)據(jù)中，尤其是不利于飛行，人工難以達(dá)到的區(qū)域的空間數(shù)據(jù)獲取方面，無人機航測本身所具有的高分率攝像以及高效快捷準(zhǔn)確的影像獲取技術(shù)對于人類的測繪工作來說，是極大的進(jìn)步與便利。

二、無人機航測的攝像系統(tǒng)組成

無人機飛行平臺、飛行控制系統(tǒng)、非量測型面、以及非測量型面陣CCD數(shù)碼相機和地面站，遠(yuǎn)程無線通信裝置，地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等設(shè)施一同組成了無人機航測的系統(tǒng)。

為了保證無人機航攝的清晰度和準(zhǔn)確性，需要憑借快眼Ⅱ型無人的飛行平臺，并其且在飛行過程需要采取飛控系統(tǒng)控制快門定點曝光，在無窮遠(yuǎn)處鎖定相機的內(nèi)方位元素固定對焦環(huán)，為了保證統(tǒng)一物鏡畸變參數(shù)寫需要保證采用固定的光。而像影搭載則可以采用像素在5616x3744pixel，像元為6.41um的c annonEOS5Dm arkⅡ高分辨率數(shù)碼單反相機。

三、無人機航測技術(shù)在礦山測繪中的實際應(yīng)用

由于我國處于發(fā)展的高速期，人口總量過大，經(jīng)濟(jì)，工業(yè)發(fā)展迅速，以至于對礦產(chǎn)資源的需求極大，礦山開采的范圍，開采的深度，廣度相較于以前，明顯擴(kuò)大了。而礦山開采本身就是一件危險系數(shù)極高的工作，并且，隨著礦山開采地域的不斷延伸，對當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境預(yù)測，地理情況的測繪都有著極大的不可預(yù)測性。在礦山測繪中使用無人機航測，一方面既可以保證礦山開采作業(yè)的安全性，避免在開采中的一些不可預(yù)知的危險因素：另一方面，在獲取該礦山周圍地理的數(shù)據(jù)資料和空間數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性和有效性相較于人工則會大大提高。關(guān)于無人機航測技術(shù)在礦山測繪中的實際應(yīng)用，則具體表現(xiàn)為：

第一、獲取非常詳細(xì)全面的數(shù)據(jù)信息。采用無人機技術(shù)來建立一個全面準(zhǔn)確的信息管理系統(tǒng)，在該系統(tǒng)內(nèi)，包括對需要開采礦山的地質(zhì)的構(gòu)造以及周圍的地理，氣候等環(huán)境的勘探與測繪。這個系統(tǒng)則可以使得開采者對該礦山環(huán)境有一個非常清晰整體的認(rèn)識。因為礦山的環(huán)境，地質(zhì)一般非常復(fù)雜，所以采集數(shù)據(jù)資料是一件極其艱難的事情，在這個過程中，采用無人機航測，特別是其中的遙感技術(shù)，該技術(shù)則會通過傳輸大量的遙感影像，有關(guān)當(dāng)?shù)氐匦蔚膱D件以及相關(guān)的數(shù)字模型，通過這些基本重要的信息，對于開采者在礦山測繪的作業(yè)中是有著至關(guān)重要的作用的。并且針對一些地理環(huán)境極其復(fù)雜，區(qū)域格外偏僻，氣候非常惡劣的礦山，無人機技術(shù)所具有的獨特的低空飛行方法更是有著非凡的優(yōu)勢。

第二、無人機航測技術(shù)還可以運用于對礦山環(huán)境的保護(hù)，有利于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展。在過去的礦山開采中，有許多的礦山，則是因為，開采方法不當(dāng)，開采中未考慮周全，導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐牡V山環(huán)境遭到不可逆轉(zhuǎn)的毀壞。眾所周知，礦山一般位于比較偏僻的地域，交通環(huán)境不便，地理地質(zhì)復(fù)雜惡劣，如果一旦在礦山開采中遭到破壞.那么政府在對其的修復(fù)和治理上則會非常困難。而如果采用無人機技術(shù)，對于當(dāng)?shù)氐V山環(huán)境來說，會安全健康很多。因為無人機技術(shù)在對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時，采用的是迅速，效率極高的低空飛行，低空飛行則可以在盡可能短的時間內(nèi)，迅速采集這片區(qū)域的雷達(dá)、彩色和多光譜遙感數(shù)據(jù)，以及有效的獲取當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)的定量的分析數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)的采集和分析，則會為該礦山環(huán)境的保護(hù)和治理提供非常有效，全面的數(shù)據(jù)信息和準(zhǔn)備。

第三、無人機航測技術(shù)可以運用于礦山資源的開采，有利于當(dāng)?shù)氐V山資源的保護(hù)。由于現(xiàn)在對于礦產(chǎn)資源開發(fā)的監(jiān)管力度不夠嚴(yán)格，各個開采者缺乏資源保護(hù)意識，盲目追求利益，出現(xiàn)許多非法的黑礦山導(dǎo)致眾多的開采者隨意開采，肆意開采，胡亂開采。由于礦物資源大多是不可再生的資源，在我國這種長期不合理不科學(xué)的開采中，我國的礦物資源受到了極大的傷害與毀滅。所以如果將無人機航測運用于礦山的開采，一方面不僅可以獲得該礦山的具體數(shù)據(jù)信息，為礦山資源保護(hù)提供數(shù)據(jù)資料；另一方面，無人機航測更是可以實時監(jiān)控，隨時監(jiān)測開采現(xiàn)場，傳輸實時，最新的現(xiàn)場情況和數(shù)據(jù)，如此有利于提高相關(guān)部門的監(jiān)管力度和監(jiān)管的效率，為礦山資源的保護(hù)提供極其有效的動態(tài)監(jiān)測。

四、無人機航測項目實施方法

1、對航線進(jìn)行設(shè)計

在進(jìn)行無人機航測之前，對需要航測的區(qū)域資料進(jìn)行整理，比如當(dāng)?shù)氐牡匦蔚貏荨?dāng)?shù)氐膮^(qū)域面積、海拔、植物覆蓋率、建筑物分布情況以及當(dāng)?shù)亟煌ㄇ闆r，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，整理成無人機航測的航圖，以及礦山航測的路線圖，航圖的設(shè)計對于無人機航測工作來說，是極其重要的，比如航線中的航線數(shù)目，航線方向，航高，分辨率等數(shù)據(jù)，直接影響到無人機航測的有效性和準(zhǔn)確性。所以需要精確統(tǒng)計每一項數(shù)據(jù)，并且規(guī)劃出最為合理科學(xué)的航測路線圖，并且為了在航線監(jiān)測時獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精確度，則應(yīng)該在其具體操作的過程中，運用GPS管理系統(tǒng)，來進(jìn)行定點曝光，這樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性會大大提高。

2、對地面進(jìn)行控制

首先內(nèi)業(yè)人員在布設(shè)該礦山測繪區(qū)域的野外影像的控制點時，必須根據(jù)《1：500，1：1000，1：2000地形圖航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》來進(jìn)行布點；其次，為了使地面區(qū)域沒有疏忽的任何一個死角，所以在具體的作業(yè)現(xiàn)場，外業(yè)人員一定要根據(jù)該礦山的實際地形，具體環(huán)境來進(jìn)行野外刺點。

3、對航測結(jié)果的精度進(jìn)行加密

對結(jié)果精度進(jìn)行加密，主要采用的是空中三角測量的技術(shù)。當(dāng)滿足數(shù)碼影像相對比較小，而地面的控制點也不多的時候，運用空中三角測量，則可以對某個具體的礦山中所有影像的外方位元素和所有加密點的地面坐標(biāo)進(jìn)行計算，通過采集、計算獲取的數(shù)據(jù)，可以集成PATB光束法區(qū)域網(wǎng)平差軟件。在這種情況下，粗差監(jiān)測的功能以及平差計算的功能對于實際應(yīng)用來說有著至關(guān)重要的作用。

五、關(guān)于無人機航測的建議

由于現(xiàn)在的無人機技術(shù)仍然處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，需要不斷的完善與進(jìn)步，所以在實際的操作過程中，有可能出現(xiàn)，基高比小、高程但精度有低的一些問題，所以，在航測作業(yè)中，為了保證航測數(shù)據(jù)的精確度和準(zhǔn)確性，對于礦山環(huán)境，不能一概而論，必須根據(jù)礦山地區(qū)的實際情況，靈活作業(yè)，制定合理科學(xué)的方案措施。

結(jié)語：在迅速發(fā)展的當(dāng)今社會，無人機航測在礦山測繪中的作用越來越明顯，一方面，它極大地節(jié)省了時間以及人工成本，另一方面，它以優(yōu)秀的應(yīng)急性能、作業(yè)周期短，方便的操作，和及可能的節(jié)省資金等優(yōu)勢在礦山測繪的工作中越來越受到重視。所以我們也有理由相信，隨著無人機航測技術(shù)的不斷地研發(fā)與創(chuàng)新，也會使得我國的礦山測繪和礦山開采更加有效，更加合理，并且這也會成為我國數(shù)據(jù)收集途徑中不可或缺的重要技術(shù)。