解析無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境治理中的應(yīng)用

師文杰+張文君

（1.青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 西寧 810001；2.青海省第一測繪院，青海 西寧 810001）

摘要：近年來，無人機(jī)飛行航攝系統(tǒng)快速發(fā)展并取得了廣泛的應(yīng)用，，無人機(jī)攝影測量技術(shù)，已經(jīng)涉及到地質(zhì)找礦和礦區(qū)災(zāi)害治理等范圍，成為無人機(jī)技術(shù)發(fā)展的另一大行業(yè)范疇。無人機(jī)航攝在獲取測繪成果的優(yōu)勢已經(jīng)越來越明顯。這篇文章將通過實例對無人機(jī)攝影測量技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境中的廣泛運用進(jìn)行分析，探討無人機(jī)攝影測量技術(shù)在在礦山地質(zhì)環(huán)境治理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；航空攝影測量技術(shù)；礦山地質(zhì)環(huán)境治理

一、 航空遙感傳感器的作用

航空遙感傳感器作為數(shù)據(jù)采集的主要設(shè)備，包括航空相機(jī)、攝像機(jī)、掃描儀、探測雷達(dá)等。最近幾年，伴隨電子技術(shù)的不斷更新，數(shù)字航攝儀向輕便、小巧的趨勢發(fā)展，尤其是數(shù)碼相機(jī)的分辨率日益提高，把數(shù)碼相機(jī)裝置在航攝飛機(jī)上，能夠收集高分辨率的影像信息，完成影像的數(shù)字收集和全數(shù)字化處理。目前借助三秒技術(shù)在無人機(jī)航測遙感系統(tǒng)中的集成應(yīng)用，使無人機(jī)遙感航測系統(tǒng)具備實時觀測和處理遙感數(shù)據(jù)的能力，不但能有效完成有人駕駛飛機(jī)執(zhí)行的任務(wù)，而且適應(yīng)于有人飛機(jī)不宜執(zhí)行的任務(wù)，如遙感航測和危險區(qū)域的偵察，需要長航時和定期遙感監(jiān)測的任務(wù)等，航空遙感傳感器在未來的航空攝影測量上將起到越來越重要的作用。

二、無人機(jī)攝影測量技術(shù)及應(yīng)用

1.無人機(jī)航攝技術(shù)的工藝及流程。工程航拍及航測具體操作有以下幾個步驟： （1）通過無人機(jī)航攝技術(shù)獲取原始數(shù)據(jù)，并進(jìn)行像控點測量及基礎(chǔ)控制測量； （2）通過進(jìn)行空三加密，自動獲取像點坐標(biāo)，然后經(jīng)過區(qū)域網(wǎng)平差解算，來確定加密點的空間位置和影像的外方位元素。 （3）利用空三加密的結(jié)果可以進(jìn)行三維立體產(chǎn)品的制作，如數(shù)字正射影像圖、數(shù)字高程模型、以及數(shù)字線劃圖。其中數(shù)字線劃圖是通過內(nèi)業(yè)立體模型所獲取的地形圖信息，并綜合外業(yè)調(diào)繪的數(shù)據(jù)而形成的。最終的數(shù)字線劃圖。

2.無人機(jī)航空攝影實驗的相關(guān)數(shù)據(jù)。本次在大通煤礦技術(shù)人員進(jìn)行了兩次無人機(jī)航攝進(jìn)行了兩個架次的飛行，航線多達(dá)二十五條共布設(shè)25條航線，總航程一百六十160公里，獲取了將近18001762張照片資料。相片縱像片航向重疊度為百分之八十80%，橫旁向重疊為百分之四十八48%，旋偏角控制在十五度以求達(dá)到理想的立體覆蓋效果15度。

（1）像控點布設(shè)方法。一般情況下，像控點的布設(shè)可以采用以下兩種方法：，第一是對全球定位系統(tǒng)加密點，在四等全球定位系統(tǒng)控制點上布設(shè)地標(biāo)，第二是利用航片，垂直于航片的正面進(jìn)行刺點。

（2）像控點測量步驟。像控點的測量可以采用單基站RTK方法進(jìn)行。首先，在已知點上設(shè)站，然后使用原有四等控制點求取整測區(qū)七參數(shù)，此時需要注意的是在求取七參數(shù)時，技術(shù)人員應(yīng)該檢核和優(yōu)選了已選用已知點的可靠性，保證參數(shù)的準(zhǔn)確性。移動站采樣間隔為三秒時間，技術(shù)人員需要立即測出像控點所在位置的三維坐標(biāo)，巍峨保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，可以取兩次測量的平面坐標(biāo)中數(shù)和三次高程中數(shù)作為測量所得的最后數(shù)據(jù)結(jié)果。

（3）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方式。利用無人機(jī)拍攝的航空攝影資料和像控結(jié)果，在全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站軟件需要對無人機(jī)拍攝的航空攝影資料以及像控結(jié)果進(jìn)行中完成空中三角測量測算。；然后將空中三角測量成果導(dǎo)進(jìn)攝影測量工作站，還原立體模型，判讀影像品質(zhì)，對地物、地貌等要素按照相關(guān)要求及規(guī)范完成收集，傳送符號化的分幅獲取數(shù)據(jù)；按照項目設(shè)計、相關(guān)圖式、規(guī)范等技術(shù)要求，參照已有成果及正射影像，在二維設(shè)計軟件基礎(chǔ)上的圖形編輯軟件軟件上對航拍采集的立體測量的立測采集數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形初步編輯，、圖勾勒出廓全局的輪廓，形成最后以多種數(shù)據(jù)格式儲存。

（4）此次數(shù)字高程模型制作的大體步驟主要是首先編輯航拍收集的有效數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過軟件的分析處理將多余的數(shù)據(jù)直接刪除，直接反生出來，以此來保證模型的精度和數(shù)字線劃地圖三維數(shù)據(jù)一致相同。整個模型制作的作業(yè)流程也可以概括為：是先獲取數(shù)字線劃地圖的精確的三維立體數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成繪圖交換文件格式，通過專業(yè)軟件實現(xiàn)內(nèi)插生成地形表面形態(tài)屬性信息，最終形成地形表面形態(tài)屬性信息。

三、航拍無人機(jī)在數(shù)字地質(zhì)環(huán)境治理中的實際應(yīng)用

隨著信息技術(shù)被廣泛地運用在各個行業(yè)領(lǐng)域，數(shù)字地質(zhì)環(huán)境治理也成為是地質(zhì)環(huán)境治理信息化管理的關(guān)鍵方式。，但是由于信息化管理其建設(shè)急需要基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境治理的相關(guān)基礎(chǔ)信息：，（包括當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)的遙感影像、地形圖件以及和高程數(shù)字模型數(shù)據(jù)等。），以往采用傳統(tǒng)的技術(shù)手段管理會耗費大量的人力、物力、財力，因為周期長、成本高，從而，很大程度上影響了地質(zhì)環(huán)境治理的需求。然而目前使用無人機(jī)，即節(jié)約了時間、減少了勞動力支出，可以及時獲取這些成果，第一時間獲取清晰圖形，最大程度上的滿足了數(shù)字化治理的需求。符合地質(zhì)環(huán)境治理的要求。

無人機(jī)拍攝的影像資料還可以為地質(zhì)環(huán)境資源保護(hù)與利用提供的有效的監(jiān)測措施及方法。由于礦山礦產(chǎn)資源的不可再生性和稀缺性的特征導(dǎo)致現(xiàn)在，使得礦產(chǎn)資源愈發(fā)越來越稀有和稀有，特別近年來出現(xiàn)眾多胡亂開采、隨意挖礦山的惡劣行徑，尤其是有一些無證開采的礦山的現(xiàn)象，單純憑借人力監(jiān)管已發(fā)揮不出有效作用，，因此也給資源的合理利用帶來了管理與開發(fā)的難題。，這就需要這個時候在管理和檢測上利用一些高科技的技術(shù)手段就顯得尤為重要了。才能做到有效管理。，無人機(jī)技術(shù)的產(chǎn)生發(fā)展給資源管理帶來了曙光和希望，相關(guān)人員可以通過運用無人機(jī)拍攝的影像資料技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)拍攝進(jìn)行調(diào)查取證，實現(xiàn)空中監(jiān)視，并能有效的實現(xiàn)最大限度的加大對國家資源的監(jiān)管，在一定程度上有力地打擊了不法分子合法開采礦產(chǎn)資源的違法活動，。從而達(dá)到維護(hù)和保護(hù)地質(zhì)環(huán)境的最終目的。

通過文檔對象模型能夠直接觀測出礦山治理前后的變化情況，以前傳統(tǒng)的測繪方法只能給我們提供單一的地形圖，無人機(jī)航測不僅能提供地形圖，而且還能提供文檔對象模型、數(shù)字高程模型等數(shù)據(jù)結(jié)果。利用綜合使用這幾種成果，成績斐然。而且無人機(jī)航攝測繪大比例尺地形圖能夠滿足該礦區(qū)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，在今后的礦山治理和“數(shù)字礦山”的建設(shè)中將會發(fā)揮更重要的影響。

參考文獻(xiàn)

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