無(wú)人機(jī)航測(cè)在礦山測(cè)繪中的運(yùn)用分析

黃奎樹(shù)

（江西有色地質(zhì)勘查二隊(duì)，江西 贛州 341000）

作為航空遙感數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)之一，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)具有著快速、靈活、機(jī)動(dòng)、高影像分辨率等特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，在日常科研工作中航空遙感數(shù)據(jù)系統(tǒng)的高隱蔽性、機(jī)動(dòng)性、效率性等都讓其在礦山測(cè)繪工作中充分發(fā)揮出自身作用[1]。

1 無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

無(wú)人機(jī)航測(cè)過(guò)程中始終以低空飛行為主，而且其本身配置的影像設(shè)備的分辨率較高，因此通過(guò)無(wú)人機(jī)航測(cè)得到影像數(shù)據(jù)本身的分辨率較高，根據(jù)影像設(shè)備中傳感器的分辨率高低，影像數(shù)據(jù)最高可精確到厘米級(jí)。而傳統(tǒng)人工測(cè)試技術(shù)中數(shù)據(jù)信息的精確度無(wú)法保證，還會(huì)受到人為主觀方面的影響，測(cè)繪結(jié)果的真實(shí)性無(wú)法保證。無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的高分辨率不僅體現(xiàn)在測(cè)繪精確度上，這種優(yōu)勢(shì)還可以滿足比例尺繪制以及后期檢測(cè)的需求。其次，在信息獲取的過(guò)程中無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)不僅可以準(zhǔn)確獲取數(shù)據(jù)，獲取效率也極高，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，只要保證基本的飛行條件就可以進(jìn)行起飛作業(yè)，信息數(shù)據(jù)采集的及時(shí)性、連續(xù)性和高效性都得到保障。最后，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性也相對(duì)較強(qiáng)，在無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)中以計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技技術(shù)為主，這種實(shí)時(shí)測(cè)繪、收集分析技術(shù)，有效降低了成本投入，為礦山測(cè)試工作提高了經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

2 無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的應(yīng)用案例

2.1 礦區(qū)實(shí)況

本文以江西某礦區(qū)為例，該礦區(qū)地處當(dāng)?shù)啬成襟w的北段的山間盆地中，礦區(qū)地形屬于中山山地。本次使用無(wú)人機(jī)航測(cè)的地區(qū)為礦區(qū)的西北方向。待測(cè)面積為15.54km2，其中長(zhǎng)寬尺寸分別為4225m與3677m，待測(cè)地區(qū)的整體走勢(shì)為南北低、中間高，其中中間山地的最高海拔點(diǎn)為1232.54m，最低海拔點(diǎn)為912.67m。該地區(qū)交通條件較差，且植被覆蓋面積較大，采用傳統(tǒng)的人工測(cè)繪技術(shù)存在極大的難度，所以本文擬采用無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)展開(kāi)測(cè)繪工作。

2.2 項(xiàng)目任務(wù)

想要對(duì)上述礦區(qū)進(jìn)行航空數(shù)碼測(cè)繪，首先就要對(duì)項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，以此形成具體的測(cè)繪方案。本次航測(cè)的主要任務(wù)包括：采集1∶2000的數(shù)字線劃圖（DLG）、1∶5000DLG、數(shù)字正射影像圖（DOM）、礦區(qū)地形地質(zhì)圖等，此外，通過(guò)本次航測(cè)還要驗(yàn)證無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)數(shù)據(jù)的精確程度以及數(shù)據(jù)采集的時(shí)效性。采用的無(wú)人機(jī)為：Quickeye（快眼）Ⅱ型無(wú)人機(jī)，同時(shí)在地面上布置了大量的控制點(diǎn)，借此保證測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。確定了基本內(nèi)容后，還要利用三角測(cè)量自檢法計(jì)算出位置坐標(biāo)的綜合改正值，以此實(shí)現(xiàn)高精度的標(biāo)定。并且將標(biāo)定結(jié)果用于測(cè)繪產(chǎn)品生產(chǎn)，繼而對(duì)無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)所能夠達(dá)到的精度水平進(jìn)行評(píng)估、驗(yàn)證。

2.3 實(shí)施情況

（1）航線設(shè)計(jì)。在進(jìn)行航測(cè)之前，首先要針對(duì)航測(cè)地區(qū)進(jìn)行地形地勢(shì)、面積海拔等自然環(huán)境條件進(jìn)行調(diào)查了解，基于此，制定出科學(xué)合理的航圖。在航線設(shè)計(jì)中必須要包括航線的數(shù)量、方向、航高、分辨率等內(nèi)容，對(duì)航線進(jìn)行合理的規(guī)劃，從而保證在實(shí)際操作的過(guò)程中，保證航線收集到的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確無(wú)誤。根據(jù)上文中給出的測(cè)繪區(qū)地形條件、測(cè)繪面積、形狀規(guī)劃等內(nèi)容信息，設(shè)置了九條航線，航線方向?yàn)闁|西方向，設(shè)定航高為1068m，分辨率為18cm。

（2）地面控制。根據(jù)有關(guān)條文規(guī)范可知，地面控制作為內(nèi)業(yè)布點(diǎn)工作，在測(cè)繪工作中極為重要，不論人工測(cè)繪還是數(shù)據(jù)航測(cè)都要根據(jù)礦山的實(shí)際情況和地形特點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)，還要進(jìn)行野外刺點(diǎn)。

在這個(gè)過(guò)程中，必須要保障地面沒(méi)有區(qū)域死角，以此保證航測(cè)閥內(nèi)覆蓋率達(dá)到100%。根據(jù)上文可知，本文的主要任務(wù)是要繪制1∶2000的DLG、1∶5000的DLG，以此根據(jù)《1∶2000、1∶5000地形圖航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范》進(jìn)行地面控制布設(shè)。一共設(shè)置了39個(gè)平高點(diǎn)，通過(guò)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線數(shù)據(jù)播發(fā)網(wǎng)，傳遞修正信息，得到精確點(diǎn)位。平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程基準(zhǔn)分別采用的是國(guó)家的CGCS2000大地坐標(biāo)系以及1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

（3）精度分析。最后還要進(jìn)行精度分析，加密結(jié)果精度及采集精度評(píng)定分析是航測(cè)測(cè)繪技術(shù)中最為重要的一部分，空中三角測(cè)量法技術(shù)最目前較優(yōu)的精度評(píng)定分析方法，這種方法常用于數(shù)碼影像相對(duì)較小的地區(qū)中的精度分析。本文利用Inpho軟件進(jìn)行空三加密，這種軟件本身的粗差檢測(cè)能力較強(qiáng)，同時(shí)還具有著強(qiáng)大的平差計(jì)算功能。基于測(cè)區(qū)內(nèi)所有的加密點(diǎn)地面坐標(biāo)，綜合考慮影像的外方元素，就可以對(duì)結(jié)果精度進(jìn)行分析。值得一體的是，這種評(píng)定分析方式只需要少量的控制點(diǎn)即可以實(shí)現(xiàn)。

2.4 成果精度

成果精度分析是根據(jù)數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果，以及計(jì)算得到相應(yīng)的誤差、評(píng)查結(jié)果，綜合分析礦區(qū)測(cè)繪中無(wú)人機(jī)飛行高度，最后對(duì)影像結(jié)果進(jìn)行精確檢測(cè)，從而得到精準(zhǔn)的測(cè)繪數(shù)據(jù)。通過(guò)實(shí)際的平差結(jié)果分析以及檢校加密糾正后，發(fā)現(xiàn)立體像可以滿足1∶2000的DLG、1∶5000的DLG的繪制精度需求。而且通過(guò)對(duì)比分析，也能夠看出無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)比衛(wèi)星系統(tǒng)更為精準(zhǔn)，就有這較強(qiáng)的可行性。本文主要的繪制任務(wù)為1∶2000和1∶5000的DLG，如果是要繪制1∶1000和1∶500的DLG時(shí)，地面分辨率還可以進(jìn)一步提高，可以達(dá)到7.5cm和10cm，同時(shí)結(jié)合全野外布點(diǎn)和區(qū)域網(wǎng)控三加密，進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。但是在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)本身還存在一定的漏洞，有待進(jìn)一步的完善開(kāi)發(fā)，所以在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，存在著高程精度較低等方面的問(wèn)題。想要保證精確度，就要根據(jù)不同礦區(qū)的實(shí)際情況以及地標(biāo)地形，設(shè)計(jì)不同的航測(cè)方案措施，如：礦山區(qū)域需要增大立體相對(duì)像的覆蓋區(qū)域，在飛行過(guò)程中可以選擇寬相對(duì)飛模式。無(wú)人機(jī)發(fā)揮了一般人機(jī)無(wú)法達(dá)到的作用，加強(qiáng)無(wú)人機(jī)航測(cè)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用比普通航測(cè)的應(yīng)用更具有現(xiàn)實(shí)意義。

3 總結(jié)

綜上所述，無(wú)人機(jī)航測(cè)在礦山測(cè)繪中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，不僅可以有效降低測(cè)繪成本，同時(shí)也提高了測(cè)繪數(shù)據(jù)的精確性。礦山區(qū)地形復(fù)雜，因此礦山測(cè)繪的難度較高，想要進(jìn)行全面的航測(cè)和評(píng)估首先要具有可行的測(cè)繪方案，同時(shí)借助無(wú)人機(jī)航測(cè)中的技術(shù)，全面具體的展開(kāi)礦山測(cè)繪工作。隨著無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的不斷完善，未來(lái)航測(cè)技術(shù)將會(huì)成為生產(chǎn)科研中不可或缺的數(shù)據(jù)收集方式，具有遼闊的發(fā)展前景。