無人機航拍測量技術在礦山地質中的應用

張旭晃

（洛陽市欒川縣地質礦產局，河南 欒川 471500）

隨著我國工業(yè)經濟的快速發(fā)展，有色金屬礦產行業(yè)為我國重要經濟產業(yè)之一，在開發(fā)過程當中存在著一定的問題，為了解決有色金屬礦山開發(fā)過程中的一系列問題，提高國家對有色金屬的開采效率采用航空攝影測量進一步促進行業(yè)發(fā)展。無人機航拍測量技術是傳統(tǒng)航空攝影測量手段的有力補充，也是礦山工程規(guī)劃中的重要技術組成部分[1]。相比之下無人機航拍測量技術操作靈活、高效快速、精確準確、成本低等優(yōu)點。有色金屬礦山地質復雜，存在很多區(qū)域塌陷、地裂縫等危險地區(qū)，每項礦山開發(fā)工程中都要進行規(guī)劃才能開始進山開采，整個開發(fā)過程包括測繪、勘查、建模、開采等，利用航測技術獲取具體的數據和圖像信息貫穿整個開發(fā)流程，保證工程安全有效的進行下去。

1 航測技術在礦山測繪中的應用

礦山測繪就是在礦山的開發(fā)過程之前規(guī)劃測量和繪圖，將地表已有的地表特征和界線通過測量手段獲得反映在地面現狀的圖形和位置信息，供工程建設的規(guī)劃設計之用[2]，主要利用了無人機拍攝畫面清晰的特點。在確立開發(fā)有色金屬礦山工程后首先選定開發(fā)地區(qū)，以選定的礦山地區(qū)的地圖圖像作為空中測量的參考，設置坐標方向和航行軌跡。接著在計算機中選定橫縱雙方向的交叉布局方式。檢查預設的自動航測參數設置和飛行情況，檢查無人機的電池電量情況是否滿足整個航測的飛行過程，確保工作順利進行。內部布點由地面控制外業(yè)人員野外刺點，測繪圖的是按照《1∶500，1∶1000,1∶2000地形圖航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》中要求的區(qū)域網點布設的，繪圖過程中按照礦山區(qū)域中的地形地貌標注出地面區(qū)域死角。對無人機設置的具體參數值如表1所示。

表1 無人機參數值設定表

設置好無人機參數后即可進行飛行工作，無人機飛行中拍攝的圖像和視頻分別上傳到計算機中，統(tǒng)一進行數據處理，將圖像進行等比例還原制作出該地區(qū)礦產的測繪圖，標注區(qū)域中的礦區(qū)所在具體位置、危險地區(qū)的位置，還有地標之間的距離等。利用航測技術的精確性結合數字化處理圖像的智能化，在保證測繪圖準確性的基礎上降低圖像繪制的難度。

2 航測技術在礦山勘查中的應用

礦山的開發(fā)除了橫向和縱向的平面信息還需要深度這個空間信息，具備了平面地圖后需要進行實地勘查，在礦山當中會存在一些礦洞，在不了解其中情況的條件下進入是十分危險的，所以無人機的航測技術在礦山的勘查過程中就起到了關鍵性的作用[3]。由于無人機輕便靈活，可以深入到每一個小洞當中由充分的節(jié)省了人力，通過無人機的監(jiān)控畫面可以充分的了解洞內的情況，是否存在有色金屬礦體，是否有不明生物的存在，地表是否存在塌陷的情況通過清晰的畫面可以給工作人員最直觀的答案，相比于傳統(tǒng)的開采方法，相關工作人員進行了安全性和準確性的對比實驗，選擇同一處礦山位置將同一批工作人員平均分為兩組分別進行勘查，在實驗過程中要保證工作人員的人身安全，實驗組事先使用無人機進行初步探查后再進入實地勘查，并在勘查過程中讓無人機全程跟蹤，對照組則沒有無人機的參與，得出對比曲線如圖1所示。

圖1 實驗對比曲線

通過圖1曲線可以看出相比于傳統(tǒng)的勘查方式，航測技術安全性和準確性更加平穩(wěn)，有助于礦山開發(fā)進一步的實施。

3 航測技術在礦山開采中的應用

依照航測后繪制好的測繪圖在多次勘查后進行開采工作。在工作過程中需要無人機同時進行工作，包括：控制點標記、控制點坐標文件、控制點高程坐標。通過位置坐標設立勘查指標。導出航測工作中的影像資料，并根據測繪資料在開采中導入參數設定，再通過勘查中確定的開采深度結合開采位置即可確定開采的具體位置并進行深度挖掘[4]。無人機的航測技術在開采過程中主要起到監(jiān)測的作用，確保工作開展過程中的安全。開采人員需分為兩部分，一部分負責實地開采，另一部分負責無人機的操控和監(jiān)測，并進行實時匯報更新，當通過無人機發(fā)現不明物體時要及時通知現場人員，也可對現場人員進行監(jiān)控保護，提高開采工作的安全系數。當一個位置開采完成后，可通過控制無人機為現場的人員帶路進入下一處采集位置，總而言之操作無人機的人員即是整個工程的總控制中心[5]。

4 結語

有色金屬礦山開發(fā)在航測技術的幫助下正常有序的進行，航測技術不僅推動了礦山工程開發(fā)的安全、高效開展，也促進了新型測繪技術的不斷改進和發(fā)展，具有極大的發(fā)展?jié)摿χ档猛茝V使用。