無人機在遼寧省某礦山中的測繪應(yīng)用研究

宋增巡

（華北地質(zhì)勘查局第四地質(zhì)大隊，河北 秦皇島 066000）

本次主要對遼寧省某礦山測量其礦山地形以及礦體的斷面情況，礦體部分為起始部分，起始于撫順大伙房礦山區(qū)域，如圖1所示。

整個礦山，地形情況較為復(fù)雜，途徑礦山的部分礦體情況較好，但是土坡壩較多，互相之間不通航。郊區(qū)及野外部礦山部分較為蜿蜒，雜草叢生。采用傳統(tǒng)測量手段，即人工安裝測深儀進行測量，困難重重：難以搬運投放、作業(yè)效率低、人員不安全、易被磁場干擾等[1,2]。該測量的的整體思路是：利用GPS定位確定物探法的測量傳感器的位置坐標，并和物探設(shè)備上的上激光掃描儀、全景相機、多波束等設(shè)備相連，實現(xiàn)水上水下一體化測量。而采用無人機測量則可以很好的解決這些問題[3]。

本次采用智能無人機測量進行礦山測繪。

圖1 測量范圍

1 測量過程

首先在礦山架設(shè)基站，基站實時與物探設(shè)備交互，接收測量數(shù)據(jù)、視頻信息等，并將操作命令實時下達到測量設(shè)備上（圖2），在測量當中應(yīng)該時刻關(guān)注儀器的數(shù)據(jù)采集和儀器是否正常運行等[4]。

圖2 架設(shè)基站

圖3 測線布置及命令發(fā)布

基站由無線收發(fā)裝置以及筆記本電腦構(gòu)成，十分簡潔方便。開始測量后，在基站電腦上規(guī)劃好計劃線，下達給礦山測量設(shè)備當中（圖3），同時發(fā)現(xiàn)物探設(shè)備會受到風向和風速影響，應(yīng)選擇在風速較小的時段對礦山進行測量。

隨后，無人機測量設(shè)備便開始自主測量，完全無需人工干預(yù)。測量數(shù)據(jù)以及視頻信息等實時回傳（圖4），對于數(shù)據(jù)的采集和處理非常簡單，只需要cass軟件就能解決。

圖4 測量數(shù)據(jù)

在礦山區(qū)域，可以采用人工操作的方式進行補測，礦山的礦層之間與無人機測深儀的測量功能相得益彰，實現(xiàn)無死角測量（圖5），由于礦山附近多波束的測量深度有限，最大開角在160°，存在測量盲區(qū)，采用高出水平面測量，然后進行拼接，可大大減少礦山測量“盲區(qū)”。當在礦山地區(qū)測量時，由于礦山復(fù)雜的環(huán)境問題，多波束和激光掃描儀無法進行掃測，應(yīng)改成機載形式。

圖5 人工操作測量

在礦山外業(yè)完成后，在室內(nèi)進行數(shù)據(jù)處理，采用HiMAX測深軟件，后處理方便高效，支持模擬數(shù)字信號相疊加以及任意特征點提取等功能（圖6）。

圖6 信號提取

2 結(jié)語

最終，通過前期測量及后期數(shù)據(jù)分析，所得結(jié)果如圖7所示，證明無人機由于自身輕便，利于操作，造價成本比較低。

同時還可以保證應(yīng)有的精度，在不久的將來，將會實現(xiàn)從陸地大型露天礦山、礦區(qū)、礦井以及礦體采集等更復(fù)雜的地區(qū)進行作業(yè)研究。