無人機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代礦山測量中的應(yīng)用探討

高健

摘要：進(jìn)入21世紀(jì)以來，在社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健發(fā)展的背景下我國礦山工程事業(yè)也得到了較為快速的發(fā)展。其中，對于礦山資源來說，屬于一種不可再生資源，并且和人民的日常生活息息相關(guān)。為了確保礦山開采工作的質(zhì)量及安全性，便有必要做好礦山開采過程中的各項工作。值得注意的是，礦山測繪是一項系統(tǒng)化的工作，在實際測繪工作開展期間。需應(yīng)用到合理、科學(xué)的測繪技術(shù)。

關(guān)鍵詞：無人機(jī) 礦山測量 應(yīng)用

一、無人機(jī)航測技術(shù)綜述

隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無論在測量手段、方法和技術(shù)上都有了長足的發(fā)展。無人機(jī)技術(shù)的民用化，一開始就充滿了美好的應(yīng)用前景。中等測區(qū)應(yīng)用固定翼無人機(jī)航測技術(shù)已非常成熟，像單個礦山這種小測區(qū)測繪，目前發(fā)展起來的旋翼無人機(jī)是再適合不過了。旋翼無人機(jī)上現(xiàn)在可搭載實時位置和姿態(tài)測量設(shè)備，配合慣導(dǎo)技術(shù)，可以精確解算出每一秒無人機(jī)所在的空間位置和測量設(shè)備的姿態(tài)情況，實現(xiàn)每幅圖的精確定位和解算。它還可以抗6級強(qiáng)風(fēng)和暴雨等氣候狀況，爬升速率可達(dá)7.5米，秒，飛行速度可達(dá)15米/秒，通過懸載的攝影照像設(shè)備，可進(jìn)行懸停拍攝，也可進(jìn)行預(yù)設(shè)路線自動航攝。特別是在5公里范圍內(nèi)，還可實現(xiàn)拍攝數(shù)據(jù)實時傳輸，把旋翼無人機(jī)技術(shù)與自動數(shù)字三維影像數(shù)據(jù)模型技術(shù)相結(jié)合，為突發(fā)應(yīng)急用圖可以快速真實準(zhǔn)確地提供，6小時內(nèi)可生成數(shù)字三維真實影像模型，這點對礦難等災(zāi)害應(yīng)急保障用圖尤為關(guān)鍵。無人機(jī)航測信息資源豐富，除了能得到常規(guī)的地形數(shù)據(jù)外，還能從高清的影像數(shù)據(jù)中得到礦區(qū)的植被數(shù)據(jù)、空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)等現(xiàn)代礦山測繪所需要增加的多種數(shù)據(jù)，滿足現(xiàn)代礦山測繪的需求。

二、無人機(jī)技術(shù)在礦山地質(zhì)勘探中的優(yōu)勢

無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)是主要負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，主要設(shè)備有：航空攝影儀（相機(jī)）、攝像儀、掃描儀、雷達(dá)。電子技術(shù)的成熟使彈射式無人機(jī)航空攝影測量設(shè)備變得更加輕便易于攜帶，高分辨率的數(shù)碼相機(jī)能夠拍攝到清晰度極高的照片，全數(shù)字化處理使照片能夠暴露的信息更加豐富。無人機(jī)遙測技術(shù)能夠完成實時觀測和遙感數(shù)據(jù)處理，針對有人飛機(jī)不宜執(zhí)行的任務(wù)，彈射式無人機(jī)能夠很好的解決，在礦山地質(zhì)勘查中有很大的優(yōu)勢，能夠提供有效的科學(xué)依據(jù)。

三、無人機(jī)技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用探析

無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的工藝流程如下圖1所示：四邊形壓痕光學(xué)成像圖像提取圖像采集與處理圖像的智能分析圖1。

分析圖1可知，利用無人機(jī)航拍的工作流程如下：（1）首先，通過彈射式無人機(jī)航空攝影技術(shù)采集原始數(shù)據(jù)，并且實現(xiàn)定點測控；（2）其次，通過得到的坐標(biāo)點來進(jìn)行空間加密，全數(shù)據(jù)處理得到確切的空間位置和影像的外方位元素。（3）最后利用“3D”技術(shù)，將產(chǎn)品包裝成3D產(chǎn)品，得到數(shù)字影像和模型，并且反復(fù)檢測，得到最終的圖像。

1.無人機(jī)技術(shù)在礦山地形測量中的應(yīng)用。在礦山的測量中，需要對礦山的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取。例如像礦山整個地形的遙感影像，礦山的地形圖件，對礦山地面地形進(jìn)行數(shù)字化模擬的數(shù)字高程模型等信息數(shù)據(jù)。許多的礦山企業(yè)都有以往通過傳統(tǒng)測量方法所獲取的數(shù)據(jù)，由于多數(shù)礦山偏僻山區(qū)，有些區(qū)域的地形、地貌比較復(fù)雜，使用傳統(tǒng)的測量方法很難對這些區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)的測量。因此，有很多礦山企業(yè)的礦山測量數(shù)據(jù)不夠全面、準(zhǔn)確。隨著無人機(jī)技術(shù)在礦山中的應(yīng)用，就可以解決這個問題，可以利用無人機(jī)技術(shù)將礦山測繪的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行完善，從而滿足現(xiàn)代礦山測繪的需求。

2.DLG量測方面的應(yīng)用。在完成原始數(shù)字航空像片采集、解析空中三角測量成果及其他外業(yè)控制成果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過“空三加密”，獲得L1級定向數(shù)據(jù)，結(jié)合連接點的自動采集、交互編輯等操作，生成空三成果。在正確的空三結(jié)果的基礎(chǔ)上，借助MAPmatrix軟件平臺建立影像的立體模型，在MAPmatrix軟件平臺之featureone編輯窗口進(jìn)行數(shù)字化測圖。對于金屬礦山來說，其礦山面積相對較小，所以需采集礦山高程點、鞍部、地形變化處等的地形地貌，具體來說，采集步驟一般為以下幾個方面：①礦區(qū)道路的繪制，根據(jù)礦區(qū)道路的等級高低進(jìn)行分類，以先主干后次主要道路的順序進(jìn)行測繪，在繪制時交叉路口不能閉合，是需要連同的，若位于道路結(jié)尾處，則需閉合處理，暗示了這條道路不貫通；②電力網(wǎng)、路燈等的繪制則需逐個進(jìn)行，一般按照從高到低的順序進(jìn)行，電線塔處應(yīng)當(dāng)有三個交點構(gòu)成；③礦山建筑物的繪制，仍然遵循從高到低的順序依次繪制，對建筑物的附屬結(jié)構(gòu)如圍墻、門墩等也需繪制；④礦區(qū)等高線的繪制，一般情況下，遵循從高到低繪制計曲線，然后根據(jù)地形情況進(jìn)行內(nèi)插首曲線，在坡度陡峭的地區(qū)可以繪制陡崖標(biāo)識符，整個測區(qū)的等高線地形圖面上不應(yīng)該留有空白區(qū)，每條等高線應(yīng)該是圈閉的，且是不相交的；⑤高程點的布設(shè)應(yīng)分布于整個圖幅中，需做到圖面整潔，在等高線密集的區(qū)域可適當(dāng)減少高程點的標(biāo)注，而在平坦區(qū)域，可適當(dāng)?shù)脑黾痈叱厅c的標(biāo)注，以便于圖面美觀。

四、結(jié)束語

礦山測量是一項非常重要的工作。為了確保礦山測量工作的質(zhì)量，有，必要合理地應(yīng)用先進(jìn)科學(xué)的測量方法。本次重點提到無人機(jī)航攝系統(tǒng)快速測量，這種測理方法具備快速的相應(yīng)能力，并且綜合應(yīng)用能力強(qiáng)，能夠獲取精準(zhǔn)的礦區(qū)大比例尺地形圖，為礦區(qū)測量工作質(zhì)量的提升奠定扎實的基礎(chǔ)。因此，在礦區(qū)測量工作開展過程中，需明確具體的工作流程，掌握測繪數(shù)據(jù)的處理，進(jìn)一步結(jié)合礦區(qū)測量工程實例，做好技術(shù)線路規(guī)劃，并對測量結(jié)果進(jìn)行客觀評價，從而保證整個測量工作的有效性及科學(xué)性。