無人機遙感技術(shù)在礦區(qū)測繪中的應(yīng)用

劉 威，裴 志，張 雷

（華北地質(zhì)勘查局五一九大隊，河北 保定 071000）

礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，提高了人們的生活質(zhì)量，隨著對礦產(chǎn)資源需求的增加，對礦山的開采深度和需求量也隨之加大，礦山開才有了一定的難度。礦山開采屬于地下性工作，危險系數(shù)高，并且對環(huán)境破壞大，所以在礦山開采中，對礦區(qū)測繪非常重要。傳統(tǒng)的礦區(qū)測繪方法在進行礦區(qū)測繪時，測繪精準度不夠高，對于礦區(qū)的情況不能很好的進行了解，以至于提高了礦區(qū)開采的難度，浪費了礦產(chǎn)資源。基于目前存在的問題，提出基于無人機遙感技術(shù)的礦區(qū)測繪方法設(shè)計，以提高礦區(qū)測繪的精準度，提高安全指數(shù)，降低礦區(qū)的破壞程度。

無人機遙感技術(shù)是利用無人駕駛飛機，通過遙感傳感器、GPS定位系統(tǒng)[1]等對國土資源、礦區(qū)情況等資源快速獲取的關(guān)鍵技術(shù)，具有極強的勘測能力，并且勘測時間短，將無人機遙感技術(shù)應(yīng)用到礦區(qū)測繪中能夠測出礦區(qū)的詳細數(shù)據(jù)，能夠保護礦山工作人員的安全，保護礦山環(huán)境，利于礦區(qū)開發(fā)。利用無人機遙感技術(shù)的優(yōu)點，對礦區(qū)進行測繪，能夠提高礦區(qū)測繪的精準度，方便工作人員作業(yè)，通過礦山數(shù)據(jù)采集、繪制礦山地形圖和比例尺轉(zhuǎn)換[2]，實現(xiàn)礦區(qū)測繪，并通過實驗對比證明了該方法設(shè)計的有效性，提高了礦山測繪的精準度，具體設(shè)計如下所示。

1 基于無人機遙感技術(shù)的礦區(qū)測繪方法設(shè)計

（1）礦山數(shù)據(jù)采集?；诘V區(qū)數(shù)據(jù)采集數(shù)量多、難度大的特點，提出PIP技術(shù)，進行礦山數(shù)據(jù)采集。礦區(qū)地面無需設(shè)置攝像控制點，以無人機遙感技術(shù)為基礎(chǔ)，在地面建立GPS定位基準站，設(shè)置為無人機與GPS共同采集數(shù)據(jù)，保證礦山數(shù)據(jù)的實時獲取。采用PIP技術(shù)進行礦山數(shù)據(jù)采集時，要注意以區(qū)域大地水準模型為基礎(chǔ)[3]，以提高數(shù)據(jù)獲取的精度。在使用無人機進行數(shù)據(jù)采集時，將無人機飛行距離與基準站距離控制在小于6km內(nèi)，保證數(shù)據(jù)獲取精度以及通訊正常。PIP技術(shù)利用同步觀測的基準站接收機和多臺流動接收機對衛(wèi)星的載波相位進行觀測，通過計算機利用GPS處理軟件進行線性組合，形成虛擬的觀測值，在進行組合時，會產(chǎn)生共線方程干擾，對虛擬觀測值造成影響，使用方位元素，確定干擾因素，在一般情況下只考慮正向畸變差，公式表示如下：

公式中，RC代表干擾因子，Δx代表干擾因子改正的函數(shù)，mi代表虛擬觀測值的正向系數(shù)，此次計算不做定向分析。

在去除虛擬觀測值的干擾因素后，將接收到的礦山坐標信息轉(zhuǎn)換到流動站的地方坐標中，工作人員根據(jù)礦山情況控制航線飛行范圍并上傳至飛行系統(tǒng)，將采集到的數(shù)據(jù)影像實時下載到地面的監(jiān)控計算機。通過礦山數(shù)據(jù)采集，為繪制礦山地形圖提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以此提高礦區(qū)測繪的精準度。

（2）繪制礦山地形圖。在礦區(qū)測繪中，需要對礦區(qū)的土場圖、礦山地形圖進行繪制，通過上一步數(shù)據(jù)采集到的數(shù)據(jù)資源[4]、圖片影像、地形信息等，對礦山的整個地貌進行繪制，按照實際要求繪制礦山測繪的其他圖形，引入數(shù)字化繪圖技術(shù)，提高礦山地形圖繪制的精準度。在進行繪制時，將采集的數(shù)據(jù)錄入到計算機中，并進行數(shù)據(jù)編輯和處理，處理公式為：

公式中，ID代表礦區(qū)的地理位置坐標參數(shù)，代表礦區(qū)地形繪制的不穩(wěn)定因子，Y2代表礦區(qū)圖片影像信息，此次計算不做定向分析。

在數(shù)據(jù)處理完成后，進行礦區(qū)地形繪制，繪制時，需要將數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換，公式為：

公式中，Qn代表礦山地形繪制數(shù)據(jù)，Wt代表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換因子[5]，Re代表礦區(qū)地貌數(shù)據(jù)，此次計算不做定向分析。

通過上述公式完成數(shù)據(jù)錄入，以此得到礦山地形圖，數(shù)字化繪圖技術(shù)能夠自動生成布置生成點位，生成相應(yīng)的礦區(qū)地形圖，在礦山數(shù)據(jù)采集和繪制礦區(qū)地形圖的基礎(chǔ)上，并利用相應(yīng)比例尺，實現(xiàn)對礦區(qū)的測繪。數(shù)字化繪圖技術(shù)繪制的礦區(qū)地形圖，具有大量的數(shù)據(jù)信息，能夠為工作人員提供數(shù)據(jù)依據(jù)，以此提高礦區(qū)測繪的精度。

2 實驗對比

圖1 實驗對比圖

為證明本文設(shè)計測繪方法的有效性，將其與傳統(tǒng)測繪方法進行對比，采取某地礦山，使用兩種方法進行礦區(qū)測繪，主要對比兩種方法的精準度，實驗對比結(jié)果如下。

通過分析圖1可知，傳統(tǒng)技術(shù)在進行礦區(qū)測繪時，測定地物點的方向誤差、距離誤差、刺點誤差等都對礦區(qū)的位置造成影響，因此精準度較低，而本文設(shè)計的礦區(qū)測繪方法，能夠通過計算機自動布置生成點位，具有較高的精準性，能夠為礦區(qū)工作人員提供詳細的信息，保障礦區(qū)開采工作的順利進行。

3 結(jié)語

礦山的開采帶動了我國經(jīng)濟的發(fā)展，通過分析了解到，礦山測繪在礦山開采中占有重要位置，針對傳統(tǒng)礦山測繪技術(shù)精準度低的情況，提出基于無人機遙感技術(shù)的礦區(qū)測繪方法設(shè)計。通過該測繪方法能夠有效探測到礦山內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并能得到詳細的礦山數(shù)據(jù)，為礦山建設(shè)提供了有力依據(jù)，并且很大程度上能夠保障工作人員的安全，保護礦山環(huán)境，希望通過本文設(shè)計，能夠為礦山測繪提供幫助。