無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在礦產(chǎn)開(kāi)采執(zhí)法監(jiān)察中的應(yīng)用研究

王杰棟，俞 涵

（浙江省第二測(cè)繪院，浙江 杭州 310023）

受利益驅(qū)使，不法商人非法、越界開(kāi)采礦產(chǎn)資源的情況在我國(guó)各地極為常見(jiàn)，稀土資源的非法開(kāi)采便屬于其中典型，但由于傳統(tǒng)的監(jiān)察方式存在測(cè)量周期長(zhǎng)、難度大、無(wú)法有效打擊違法開(kāi)采等不足，我國(guó)國(guó)土監(jiān)察部門(mén)急需一種新型手段彌補(bǔ)傳統(tǒng)監(jiān)察方式存在的不足，本文研究具備的較高現(xiàn)實(shí)意義可見(jiàn)一斑。

1 無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用流程及要點(diǎn)

（1）應(yīng)用流程。礦產(chǎn)開(kāi)采執(zhí)法監(jiān)察中的無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用需要利用無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)，通過(guò)圍繞監(jiān)察區(qū)域開(kāi)展的航攝，即可獲得高分辨率影像數(shù)據(jù)。在航攝前工作開(kāi)始前，技術(shù)人員需要做好相關(guān)資料的收集準(zhǔn)備工作，主要資料有監(jiān)察區(qū)域的已有地形圖、氣象資料、影像數(shù)據(jù)等，航攝方案的設(shè)計(jì)也需要結(jié)合這類(lèi)資料。

為保證無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量，航線敷設(shè)方法需要遵循一定原則，具體原則如下：①方向選擇。無(wú)人機(jī)外業(yè)航攝的航線一般應(yīng)按東西向平行于圖廓線直線飛行，但在特殊情況下也可以沿河流境界方向飛行或做南北向飛行。②曝光點(diǎn)選擇。應(yīng)盡量依地形起伏并結(jié)合數(shù)字高程模型逐點(diǎn)設(shè)計(jì)曝光點(diǎn)，由此方可保證曝光質(zhì)量。③水域攝影。礦產(chǎn)開(kāi)采執(zhí)法監(jiān)察中在一些時(shí)候也需要涉及水域攝影，因此需保證所有區(qū)域達(dá)到完整覆蓋，并盡可能避免主點(diǎn)落水，且攝影能夠構(gòu)成體像對(duì)。④其他原則。為進(jìn)一步保證航線敷設(shè)質(zhì)量，像片重疊度、傾角等飛行質(zhì)量參數(shù)的設(shè)計(jì)重要需要得到重視，這樣才能夠最終獲得高質(zhì)量的影像數(shù)據(jù)。

（2）應(yīng)用要點(diǎn)。為保證無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)更好服務(wù)于礦產(chǎn)開(kāi)采執(zhí)法監(jiān)察，以下技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)也需要得到重視：①控制測(cè)量。如項(xiàng)目區(qū)無(wú)控制點(diǎn)，測(cè)量工作的開(kāi)展必須圍繞野外鋪地標(biāo)點(diǎn)的方式進(jìn)行，一般情況下需要在測(cè)區(qū)的四周和中央共布置5個(gè)地標(biāo)點(diǎn)，地標(biāo)點(diǎn)直徑為1m，控制點(diǎn)的測(cè)量需使用GPS。②內(nèi)業(yè)空三加密。區(qū)域網(wǎng)布點(diǎn)法屬于礦產(chǎn)開(kāi)采執(zhí)法監(jiān)察無(wú)人機(jī)航攝較常采用的像控點(diǎn)布設(shè)方式，以光束法區(qū)域網(wǎng)空三加密為例，這類(lèi)航測(cè)內(nèi)業(yè)作業(yè)的加密點(diǎn)選擇必須嚴(yán)格遵循《1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范》（GB/T 7930—2008），空三測(cè)量軟件的應(yīng)用同樣需要得到重視，如Inpho UASmaster7.0.1。③正射影像圖制作。正射影像圖的制作需要得到空三測(cè)量軟件的支持，一般的制作流程可概括為：“建立工程→提取連接點(diǎn)→控制點(diǎn)量刺→平差和相機(jī)自檢校→生成DEM→生成正射影像→編輯修改影像局部有瑕疵地區(qū)地形→重新生成DOM”。④監(jiān)測(cè)圖斑。圍繞無(wú)人機(jī)攝影影像、年度衛(wèi)星影像、以及采礦權(quán)數(shù)據(jù)開(kāi)展套合比對(duì)。⑤最小上圖圖斑。最小監(jiān)測(cè)圖斑面積的確定需結(jié)合不同分辨率影像識(shí)別能力并同時(shí)考慮管理需要，一般需保證影像采樣間隔不大于1m，最小監(jiān)測(cè)圖斑上圖面積一般為0.6畝。⑥監(jiān)測(cè)圖斑邊界精度。一般情況下，相對(duì)于DOM明顯同名地物，監(jiān)測(cè)圖斑界線對(duì)于其的位移需控制在采樣間隔的2倍以內(nèi)，但礦山區(qū)域可適當(dāng)提高該限制。⑦圖斑編號(hào)原則。應(yīng)選擇區(qū)級(jí)行政轄區(qū)作為編號(hào)單元，并同時(shí)按照自上而下、自左到右的原則進(jìn)行編號(hào)，具體編號(hào)需常采用“1”開(kāi)始統(tǒng)一編號(hào)。

2 實(shí)例分析

（1）項(xiàng)目概況。為提升研究的實(shí)踐價(jià)值，本文選擇了某地區(qū)的X縣、W縣作為研究對(duì)象，當(dāng)?shù)貒?guó)土資源局于2017年6月至9月對(duì)X縣、W縣區(qū)域開(kāi)展了數(shù)次無(wú)人機(jī)航攝，使用的無(wú)人機(jī)型號(hào)為天寶UX5，巡航速度、航攝影像數(shù)據(jù)的空間分辨率分別為80km/h、0.2m。

（2）航攝情況。通過(guò)圖像拼接、內(nèi)業(yè)幾何校正等數(shù)據(jù)預(yù)處理后，技術(shù)人員采用了兩種方式驗(yàn)證無(wú)人機(jī)遙感影像數(shù)據(jù)精度，一種為檢查航攝像機(jī)檢定資料、影像質(zhì)量、飛行質(zhì)量，航向重疊度、旁向重疊度分別介于60%～70%、38%～50%區(qū)間，二者的平均值分別為66%、42．9%，均符合技術(shù)要求，并能夠建立清晰的立體模型，而在對(duì)像控點(diǎn)施測(cè)方法、選刺和整飾、點(diǎn)位精度的檢查中，可發(fā)現(xiàn)刺點(diǎn)位置、點(diǎn)位略圖、刺點(diǎn)說(shuō)明一致，像控點(diǎn)選刺目標(biāo)清晰，點(diǎn)位平面誤差、高程誤差最大值分別為0.04m、0.021m，精度指標(biāo)因此符合技術(shù)要求；另一種通過(guò)套合精度進(jìn)行分析，基于圖1所示的無(wú)人機(jī)影像數(shù)據(jù)與土地變更數(shù)據(jù)，可發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī)遙感影像數(shù)據(jù)精度得到了更好證明。

圖1 無(wú)人機(jī)影像數(shù)據(jù)與土地變更數(shù)據(jù)

（3）執(zhí)法監(jiān)察情況。圖2為X縣1、2號(hào)圖斑2016年10月衛(wèi)片、2017年9月航片地表植被情況，結(jié)合該圖進(jìn)行分析不難發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域遍布工棚和挖掘機(jī)設(shè)備，疑似存在持續(xù)開(kāi)展的不規(guī)范開(kāi)采跡象，圖3所示的工棚房與作業(yè)機(jī)器局部放大圖也證明了這一認(rèn)知。

圖2 衛(wèi)片（左）、航片（右）地表植被情況對(duì)比

圖3 工棚房與作業(yè)機(jī)器局部放大圖

3 結(jié)論

綜上所述，無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)可較好服務(wù)于礦產(chǎn)開(kāi)采執(zhí)法監(jiān)察，在此基礎(chǔ)上，本文涉及的技術(shù)應(yīng)用流程、應(yīng)用要點(diǎn)、應(yīng)用實(shí)例等內(nèi)容，則提供了可行性較高的無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用路徑，而為了保證礦產(chǎn)開(kāi)采執(zhí)法監(jiān)察工作的更高質(zhì)量開(kāi)展，具體的技術(shù)應(yīng)用模式形成必須得到重視。