無人機航測系統(tǒng)在礦山地形測量中的應(yīng)用探究

寇天新

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心青?？傟牐嗪?西寧 810001）

當(dāng)前隨著無人機遙感技術(shù)的普及，對我國各個領(lǐng)域的工作效率的提高有著積極的影響，無人機航測技術(shù)在實際工作中被應(yīng)用也體現(xiàn)了我國科技的良好發(fā)展必然會帶領(lǐng)著各個行業(yè)的進(jìn)步。無人機航測相較于人機航測的益處就在于，具備更優(yōu)秀的隱蔽效果，在操作技術(shù)方面更加的方便，能夠最大化的節(jié)約成本，出現(xiàn)故障的概率更低，工作的范圍更廣，不易受到外界地形和天氣因素的干擾，在傳輸數(shù)據(jù)和成像方面的工作效率更快。并且因為無人機主要是通過遙控器遠(yuǎn)程控制，與礦山表面山體的距離可以最大限度的縮短，以便拍攝的成果更具高分辨率。無人機航測的眾多優(yōu)勢也受到了各行業(yè)工作人員的青睞。

1 無人機航測的概況

無人機航測及時在二十世紀(jì)就已經(jīng)研發(fā)出來了，但是因為經(jīng)濟以及科技發(fā)展的局限性，導(dǎo)致無人機航測投入到實際工作的成本太高，但是時代的變遷促使了科學(xué)的進(jìn)步，該技術(shù)的研究成果更加的符合普及的要求，又因為無人機航測具有其他技術(shù)難以媲美的優(yōu)點，所以在現(xiàn)階段在測量礦山地形上優(yōu)先選用無人機。無人機航測具有著靈活性大、成本低等優(yōu)點，對復(fù)雜地形例如狹窄地段的檢測工作效率更高，安裝的高分辨率鏡頭會最大限度的記錄礦山內(nèi)部的情況，對礦山工作人員對地形的分析有很大的幫助。無人機航測只需要遠(yuǎn)程遙控就可以工作，個體較小，礦山地形對其影響不大，以往惡劣天氣會對人機工作造成的影響在無人機上體現(xiàn)不出來，人工不能進(jìn)入的礦山地區(qū)可以通過簡單的操作查看清楚，記錄的數(shù)據(jù)也方便工作人員的檢測結(jié)果更加的準(zhǔn)確。無人機航測在工作效率方面超出人工許多倍，還能夠避免礦山地形記錄工作對工作人員的人身安全造成的影響，無人機的優(yōu)秀質(zhì)量也使得它不易被損壞，避免了在礦山地形測量上不必要的成本浪費[1，2]。

2 無人機航測在礦山測量中的項目任務(wù)

因為無人機航測所具備的眾多優(yōu)點，以及可運用的范圍廣泛，使得在礦山的測量方面無人機航測作為最主要的技術(shù)，為礦山地形的測量精準(zhǔn)度提供了保障。開發(fā)礦山的首要工作就是要全面的了解礦山的地形，所以測量地形是必不可免的，對礦山的施工計劃有著重要的影響。并且因為礦山地形的測量最重要的就是確保精準(zhǔn)度，所以引入無人機航測來代替人工測量技術(shù)。測量礦山地形還需要測量數(shù)據(jù)，可以利用設(shè)置地面控制點確保無人機在規(guī)定的測量范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。在確定項目任務(wù)的前提工作就是測量礦山地形和海拔高度，務(wù)必要以實際情況為依據(jù)設(shè)計最高效的航測計劃，在擬定航測計劃也要依從礦山地形情況。

3 無人機航測技術(shù)的優(yōu)勢

無人機航測技術(shù)屬于新興的航測技術(shù)，與人機測量技術(shù)相比，因為遙感控制方式使得運用的范圍不會受到礦山地形的限制，在一定程度上節(jié)約了時間和設(shè)備的成本。

3.1 應(yīng)急性能好

在礦山地形的測量過程是一項復(fù)雜且龐大的工作，在測量時往往會因為意外因素導(dǎo)致工作進(jìn)度受到影響。所以能夠及時的解決意外事件，就需要具備良好的應(yīng)急反應(yīng)。之前的人機航測方式具備著多種的局限性，在意外因素突然產(chǎn)生時沒有辦法能夠積極的將其解決，導(dǎo)致礦山測量成本加重，對工作人員的安全也有一定的影響。但是運用無人機航測技術(shù)，能夠最大限度的降低意外產(chǎn)生的影響，解決問題只需要及時的落到平整的地面，避免了不必要的人工和資金上的消耗。

3.2 作業(yè)周期短

設(shè)備的飛行高度對作業(yè)的周期有著最直接的影響，一般情況下需要將高度限制在1000米，較短的高度極大的降低了飛行對空域的需求，沒有必要提交空域申請，對工作效率的提升有著極大的幫助，也間接的降低了工作的阻礙，促進(jìn)了作業(yè)周期盡可能的縮短。

3.3 收集數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)

對于人機航測進(jìn)入不了的礦山區(qū)域，無人機航測能夠輕松的進(jìn)行探測，又因為無人機上安裝的相機具備較高的分辨率，也使得拍攝的影響更加清晰，礦山地形的測量數(shù)據(jù)也更加的精準(zhǔn)，對工作效率的提高有積極的幫助效果。

3.4 操作方便

無人機的體型與人機相比更小，在航測水平上也有著較大的優(yōu)勢。在礦山的測量工作中無人機更加的方便運輸攜帶，同時也沒有過高的操作要求，專業(yè)人員只要經(jīng)過訓(xùn)練就能夠很快的使用。

3.5 節(jié)約成本

因為無人機體型較小以及利用遙控器控制的操作方式，使得設(shè)備成本以及人工成本都能夠最大限度的減少，減少了在礦山地形航測上的資金消耗，對工作人員的生命安全給予了保障。

4 無人機航測項目實施情況

在實施航測項目之前，對測量地區(qū)的地勢、高度等都需要進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查，航線的設(shè)計也包括在內(nèi)。確保航線在數(shù)量、分辨率等方面的精準(zhǔn)度達(dá)到保障，進(jìn)而制作更加完善合理的航線計劃。在地面控制方面，需要相關(guān)的規(guī)定，根據(jù)航測地區(qū)的實際地形特點完成布設(shè)，盡可能的確保航測地區(qū)全部覆蓋。

5 無人機航測系統(tǒng)在礦山地質(zhì)測量中的主要步驟與方法

5.1 相機像控點布設(shè)

運用無人機航測技術(shù)的前提工作是對其鏡頭位置進(jìn)行規(guī)定，在布置相機像空點時，可以采用衛(wèi)星定位方法達(dá)到布控目的。一切準(zhǔn)備工作就緒之后，需要礦山測量的專業(yè)人員對安裝相機的無人機進(jìn)行必要的檢查，確保相機的鏡頭沒有破損，相機運行正常，保障了無人機實施礦山地形勘測工作時相機拍攝的更加清楚。

5.2 無人機攝影

對無人機安裝定位系統(tǒng)是十分有必要的，能夠最大限度的幫助無人機在規(guī)定時間內(nèi)到達(dá)指定的控點位置實施拍攝工作。在開始工作之前為了確保拍攝工作順利，需要加大無人機的調(diào)試工作，在一定程度上能夠降低無人拍攝的影像不清晰的現(xiàn)象出現(xiàn)。

5.3 處理正射影像圖

無人機完成拍攝任務(wù)之后，需要工作人員利用專業(yè)軟件生成正射影像圖，并且經(jīng)過詳細(xì)的處理方位元素，找出三維點，進(jìn)一步的完善無人機航測的圖像。專業(yè)人員在對正射影響圖進(jìn)行制作工作是，務(wù)必要保持著謹(jǐn)慎的態(tài)度，確保圖像的精準(zhǔn)度，對測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度給予一定的保障。

5.4 可視模型制作

可以利用可視模型來細(xì)致的分析三維圖像。并且可視模型的優(yōu)先在于，專業(yè)人員能夠加深對礦山地形的直觀了解程度，參考到周圍地區(qū)人文與區(qū)域環(huán)境，對無人機航測工作有著一定的作用。

5.5 空三加密計算

無人機航測完成礦山礦山地區(qū)的測量工作之后，專業(yè)人員可以合理的運用解析方式，將加密點的坐標(biāo)更加精準(zhǔn)的確定下來，對相片數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使得框坐標(biāo)殘值保持著趨近于零的絕對值。礦山地形的測量數(shù)據(jù)需要及時的處理分析，最大限度的降低差錯。在進(jìn)行加密計算工作時，工作人員可以利用平差等方式來降低外在因素對礦山山體測量結(jié)果造成的誤差影響，保障數(shù)據(jù)結(jié)果更具精準(zhǔn)性。

5.6 外業(yè)測繪與內(nèi)業(yè)測圖

運用無人機航測技術(shù)對礦山地形進(jìn)行測量，要確保各處的細(xì)節(jié)做到位，例如標(biāo)明礦山的高度和寬度等，使得無人機所取得的測量成果更加的精準(zhǔn)，間接的保障礦山地形的測量結(jié)果。將測量范圍內(nèi)設(shè)置的布控點的作為參考依據(jù)，運用更加專業(yè)化的方式進(jìn)行計算，避免測圖與實際地形出入太大，如若出現(xiàn)相差較大的問題，需要及時的利用無人機再次測量。

6 結(jié)語

科技的發(fā)展也帶動著無人機航測技術(shù)向更先進(jìn)的方面前進(jìn)，又因為該技術(shù)具備著其他技術(shù)難以匹及的優(yōu)勢，促使了在礦山地形的測量方面的專業(yè)人員更青睞于無人機航測技術(shù)，能夠很大程度上降低了人工成本以及不必要的設(shè)備損耗，給予的測量工作人員人身安全的保障。