無(wú)人機(jī)探測(cè)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

張林鋒，李樹聰

（云南物探礦業(yè)有限公司，云南 昆明 652100）

現(xiàn)階段，在礦區(qū)中尋找礦石的方法主要有地質(zhì)探測(cè)法、物理探測(cè)法、化學(xué)探測(cè)法等，這類傳統(tǒng)的方法在進(jìn)行使用的過(guò)程中存在效率較低的問(wèn)題，分析效率低下的原因，主要在于難以對(duì)礦區(qū)整體進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，開(kāi)采過(guò)程沒(méi)有具體的目標(biāo)，目的性較弱。

在這種情況下，無(wú)人機(jī)探測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，無(wú)人機(jī)充分利用自身靈活等多方面優(yōu)勢(shì)，充分協(xié)助了地質(zhì)工作人員的找礦過(guò)程，解決了找什么、去哪找、如何找的問(wèn)題，如何進(jìn)一步的使無(wú)人機(jī)探測(cè)技術(shù)與地質(zhì)找礦活動(dòng)相結(jié)合值得人們探究和思考。

1 無(wú)人機(jī)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)分析

首先，在無(wú)人機(jī)成像方面，具有分辨率高、機(jī)動(dòng)靈活的優(yōu)勢(shì)，用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行礦石尋找的過(guò)程中，采用的技術(shù)主要為民用遙感衛(wèi)星和常規(guī)的航空攝影，其測(cè)量精度最高只能達(dá)到0.2m～0.4m，而無(wú)人機(jī)探測(cè)技術(shù)在成像方面能夠輕易的實(shí)現(xiàn)0.1m的分辨率，采用無(wú)人機(jī)探測(cè)技術(shù)在分辨率方面實(shí)現(xiàn)了極大地提高，有助于提高礦區(qū)和礦石尋找的效率；同時(shí)，無(wú)人機(jī)技術(shù)所占體積較小，飛行較為靈活，能夠進(jìn)入到任何區(qū)域，受到的限制較少，因此成像也較為機(jī)動(dòng)靈活，無(wú)人機(jī)在準(zhǔn)備起飛和降落的過(guò)程中，整體要求較低，實(shí)現(xiàn)起來(lái)極為方便[1]。其次，在無(wú)人機(jī)的適應(yīng)性方面，無(wú)人機(jī)探測(cè)技術(shù)受天氣環(huán)境的影響較小，經(jīng)過(guò)分析后可以發(fā)現(xiàn)進(jìn)行礦石開(kāi)采的地區(qū)往往距離城市較遠(yuǎn)，地質(zhì)條件和天氣條件較為惡劣，如果進(jìn)行傳統(tǒng)的人工探測(cè)行為危險(xiǎn)系數(shù)極高，而無(wú)人機(jī)探測(cè)技術(shù)剛好解決了這一問(wèn)題，無(wú)人機(jī)的飛行高度并不受限，同時(shí)在惡劣的天氣條件下也能夠進(jìn)行地形探測(cè)，飛行的穩(wěn)定度也不會(huì)受到太大影響，所得到的圖像分辨率依舊能夠達(dá)到辨識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)勢(shì)顯著[2]。

2 無(wú)人機(jī)探測(cè)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用于露天礦山的測(cè)繪方面

在不同的地質(zhì)里尋找礦石的過(guò)程中，首先要對(duì)地質(zhì)的地貌地形以及環(huán)境方面做一個(gè)詳細(xì)的探測(cè)，無(wú)人機(jī)技術(shù)剛好可以借助其自身的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行礦山的整體測(cè)繪。首先通過(guò)各方了解，對(duì)礦山的整體面積和地形的變化情況有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)，簡(jiǎn)單地進(jìn)行區(qū)塊劃分，使地形情況相近的區(qū)域成為一部分，隨后，再使用航線及相空點(diǎn)設(shè)計(jì)技術(shù)，確定無(wú)人機(jī)進(jìn)行探測(cè)過(guò)程中的飛行路線，在進(jìn)行航線設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要盡量的避免探測(cè)區(qū)域的“留白”，盡可能的保證區(qū)域探測(cè)的全面。在無(wú)人機(jī)進(jìn)行飛行探測(cè)的過(guò)程中，其精準(zhǔn)度與地面所設(shè)置的像控點(diǎn)關(guān)系密切，因此，相關(guān)技術(shù)人員在進(jìn)行像控點(diǎn)的安排與設(shè)計(jì)過(guò)程中，要注意使像控點(diǎn)均勻的分布在探測(cè)區(qū)域內(nèi)，保證其充分合理性。

2.2 應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理與穩(wěn)定分析

無(wú)人機(jī)在對(duì)礦區(qū)進(jìn)行探測(cè)過(guò)程中機(jī)身，通常攜帶的是GPS定位系統(tǒng)、非量測(cè)型相機(jī)以及慣導(dǎo)裝置，這三個(gè)裝置在技術(shù)上給予很大支持，但在質(zhì)量較輕，因此使得無(wú)人機(jī)機(jī)型較輕，在飛行的過(guò)程中難免會(huì)受到大風(fēng)等不利天氣影響，使得數(shù)據(jù)精度上產(chǎn)生偏差，為了解決此項(xiàng)問(wèn)題，無(wú)人機(jī)探測(cè)技術(shù)須在數(shù)據(jù)處理技術(shù)和圖像穩(wěn)定方面實(shí)現(xiàn)提高，經(jīng)過(guò)近幾年的研究，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)基本成熟。

無(wú)人機(jī)在進(jìn)行地面圖像勘測(cè)的過(guò)程中，可以根據(jù)參考資料和實(shí)際需求進(jìn)行圖像的糾正處理，根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況，地形勘測(cè)人員可以選擇相對(duì)圖像糾正和絕對(duì)圖像糾正，無(wú)人機(jī)遙感成像在進(jìn)行圖像糾正過(guò)程中，主要應(yīng)用影像間相同命名點(diǎn)之間的自動(dòng)化集成，通過(guò)提前使用數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行目標(biāo)的預(yù)設(shè)，再使用特征匹配，最后計(jì)算得到同名點(diǎn)并進(jìn)行集成，該過(guò)程體現(xiàn)了無(wú)人機(jī)技術(shù)在數(shù)據(jù)處理方面的強(qiáng)大應(yīng)用[3]。

2.3 應(yīng)用于礦區(qū)可視化和預(yù)警防控

利用無(wú)人機(jī)的探測(cè)技術(shù)，可以有效地實(shí)現(xiàn)礦區(qū)的可視化，應(yīng)用預(yù)處理得到的數(shù)據(jù)模型可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行礦山地質(zhì)全貌模擬，展現(xiàn)出整體的地形情況，人們可以清晰地觀看到整個(gè)礦區(qū)地形起伏，并且可以在網(wǎng)絡(luò)地形模擬圖像上進(jìn)行繪制，通過(guò)添加文字或記號(hào)標(biāo)注出需要著重引起注意的地方，實(shí)現(xiàn)多維數(shù)據(jù)的重疊和融合。

同時(shí)，通過(guò)可視化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)礦區(qū)整體情況的模擬，對(duì)礦區(qū)的開(kāi)采程度、開(kāi)采方式以及預(yù)期出現(xiàn)的開(kāi)采危害等進(jìn)行預(yù)期估算，起到預(yù)警防控的作用，同時(shí)還可以利用現(xiàn)代化技術(shù)結(jié)合無(wú)人機(jī)探測(cè)影像，對(duì)露天礦區(qū)災(zāi)害進(jìn)行三維圖像立體化，由此礦區(qū)施工人員可以在進(jìn)行礦區(qū)開(kāi)采之前準(zhǔn)備較為充分的危險(xiǎn)逃生方案，從側(cè)面保證了整個(gè)開(kāi)采過(guò)程施工人員的個(gè)人安全。

2.4 無(wú)人機(jī)在物探方面的應(yīng)用

面對(duì)極為復(fù)雜的勘測(cè)地形，傳統(tǒng)的人工勘測(cè)很容易出現(xiàn)人員危險(xiǎn)，利用無(wú)人機(jī)物探技術(shù)，避免了勘測(cè)人員出動(dòng)，保證了人員的生命安全。

目前，彩虹3型無(wú)人機(jī)在低空物探領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用，為我國(guó)礦石調(diào)研提供了一種有效的方式，并且逐漸形成了一套比較成熟的技術(shù)方法運(yùn)行體系，無(wú)人機(jī)航空物探技術(shù)目前的應(yīng)用趨勢(shì)良好，在未來(lái)也會(huì)成為在地質(zhì)中進(jìn)行找礦的主要方法之一，其研究前景十分光明。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著人們對(duì)于無(wú)人機(jī)探測(cè)技術(shù)的不斷研究和改進(jìn)，在未來(lái)，無(wú)人機(jī)探測(cè)技術(shù)將主要應(yīng)用于地形測(cè)量、露天礦石開(kāi)采與礦邊坡探測(cè)與穩(wěn)定分析、露天采場(chǎng)可視化與預(yù)警防控、無(wú)人機(jī)航空物探測(cè)量及高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查等多個(gè)方面，極大地提高了地質(zhì)找礦的效率及礦山開(kāi)采監(jiān)控。