無人機(jī)測繪在礦山測繪中的應(yīng)用

高清勇

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局五總隊，貴州 安順 561000）

伴隨3S技術(shù)的快速進(jìn)步，無人機(jī)航測逐漸得到了人們的重視，并在多個領(lǐng)域中得到有效應(yīng)用。對于礦山測繪而言，測繪技術(shù)直接影響資源的開發(fā)效果以及資源的利用率，特別是對于露天資源而言，如果能夠?qū)ζ溥M(jìn)行合理化應(yīng)用，將會有效推動礦山測繪工作順利發(fā)展。因此，相關(guān)人員需要做好分析工作，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，確保技術(shù)的應(yīng)用效果能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

1 無人機(jī)測繪技術(shù)的主要優(yōu)勢

1.1 分辨率方面的優(yōu)勢

對于無人機(jī)航測來說，其本身便是一種綜合型技術(shù)，主要包括定位、圖像融合以及無人機(jī)等?；诂F(xiàn)代化高精定位的方式，其確保圖像的融合效果有所提高，進(jìn)而使得實際獲得的影像資料有著非常高的分辨率。通過統(tǒng)計能夠發(fā)現(xiàn)，基本上已經(jīng)達(dá)到了厘米級別，確保所有處理工作更具精確性特點。除此之外，相比于早期的測繪方案，通過應(yīng)用無人機(jī)航測的方式，可以有效防止測繪誤差出現(xiàn)，原本工作人員無法到達(dá)的區(qū)域也能夠前往。因此，該技術(shù)通常更適合應(yīng)用在一些整體面積過大或者地貌較為復(fù)雜的區(qū)域[1]。

1.2 采集效率方面的優(yōu)勢

在應(yīng)用無人機(jī)航測技術(shù)的過程中，外業(yè)數(shù)據(jù)采集基本上都以航拍的方式居多，也就是在較短的時間內(nèi)，快速完成影像資料獲取。相比于早期的測繪模式，該技術(shù)在實際進(jìn)行測繪工作的時候，需要花費的時間僅僅只有3～7d。由此可以發(fā)現(xiàn)，不僅采集的效率得到了大幅度提升，而且測量周期也有所減少。

1.3 數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢

不論是早期的測繪技術(shù)還是當(dāng)前全新的測繪技術(shù)，都需要進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理工作。相比于早期的技術(shù)，無人機(jī)航測最大的特色便是數(shù)據(jù)處理的速度非?？?，主要體現(xiàn)在3個方面：（1）在進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取的時候，應(yīng)用的方法基本上都以航拍和POS數(shù)據(jù)為主，無需手動進(jìn)行錄入；（2）數(shù)據(jù)資料本身便具有傳統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)，因此無需多次轉(zhuǎn)換頻次；（3）所有數(shù)據(jù)資料的格式都完全統(tǒng)一，僅僅只需要簡單處理就能夠直接使用。

1.4 經(jīng)濟(jì)效益方面的優(yōu)勢

（1）該技術(shù)有著較強(qiáng)的現(xiàn)代化特點，通過多項技術(shù)融合之后，能夠有效提升測繪的速度，縮短測繪周期，提升社會效益；（2）該技術(shù)能夠有效縮短測繪周期，實現(xiàn)了單位時間內(nèi)高效測繪的基本目標(biāo)，確保所有設(shè)備都能夠得到有效利用，進(jìn)而提升了經(jīng)濟(jì)效益[2]。

2 無人機(jī)測繪工作的全部流程

2.1 資料收集和整理

在接收到任務(wù)之后，首要工作便是對當(dāng)前調(diào)查工作的基本目標(biāo)和任務(wù)進(jìn)行全面分析，了解所有需要應(yīng)用的航測設(shè)備，明確基礎(chǔ)飛行平臺；之后再按照調(diào)查區(qū)域的氣象條件和地質(zhì)條件，選擇最為合適的工作時間，并收集相關(guān)基礎(chǔ)資料，為之后測繪工作的正常開展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.2 確認(rèn)起飛地點

由于在實際飛行的過程中，經(jīng)常會有許多很難預(yù)估的問題存在，有著很高的安全隱患，所以在正式試飛之前，工作人員應(yīng)做好場地的勘探工作。一般來說，無人機(jī)起降對于場地要求并不高，需要將重心更多放在安全層面，主要包括設(shè)備安全以及測繪安全，以防在實際測繪的時候會有意外情況產(chǎn)生，甚至導(dǎo)致事故發(fā)生。在來到調(diào)查區(qū)域之后，基于飛行平臺本身，應(yīng)選擇一個較為開闊的場地，地面需足夠平整，便于無人機(jī)能夠正常起飛降落，并使工作人員、機(jī)載設(shè)備以及無人機(jī)本體的安全性能夠得到保證。

2.3 設(shè)計飛行方案

優(yōu)秀的飛行方案能夠大幅度縮短飛行過程中需要耗費的時間和架次。在完成目標(biāo)位置的分析之后，需要思考的便是飛行工作的整體效率。在確保目標(biāo)區(qū)域能夠全面覆蓋的基礎(chǔ)上，設(shè)計一條最短的航線，以此完成影像資料的獲取。

2.4 對控制系統(tǒng)進(jìn)行檢查

在正式起飛以及降落之前，工作人員應(yīng)當(dāng)對所有部件展開深入檢查，把握設(shè)備現(xiàn)階段運(yùn)行的具體情況，以此保證所有部件能夠正常運(yùn)行。這樣一來，測繪工作將會更具效率，同時也有著很高的安全性[3]。

2.5 對影像資料展開檢查

在完成飛行任務(wù)之后，工作人員需要對于獲取的影像資料展開檢測。由于在高空中經(jīng)常會有不穩(wěn)定氣流存在，同時飛機(jī)本身重量偏低，因此經(jīng)常會有飛機(jī)傾斜的情況產(chǎn)生，或者發(fā)生航線偏離的狀況。工作人員必須進(jìn)行全面檢查，如果問題較為嚴(yán)重，還需要重新測繪。對于飛行質(zhì)量方面的檢查，主要包括像片重疊度以及傾斜角度。

2.6 對飛行資料展開整理

在針對無人機(jī)的影像數(shù)據(jù)正式展開處理之前，工作人員需要對現(xiàn)階段獲取的所有資料進(jìn)行整理，如航線資料、原始數(shù)據(jù)以及姿態(tài)參數(shù)等。待這些內(nèi)容已經(jīng)完全整理完畢之后，便能夠在短時間之內(nèi)迅速完成所有資料的處理工作。

3 無人機(jī)測繪技術(shù)的應(yīng)用方法

在開展測量工作的過程中，經(jīng)常會有礦區(qū)需要大比例尺地形圖，或者土方量計算的難度過高，為此，相關(guān)人員便需要充分利用相關(guān)軟件展開計算工作，明確各個點位的分布情況，把握其精細(xì)度水平，為之后工作的正常開展奠定良好基礎(chǔ)。通過應(yīng)用無人機(jī)測繪的方式，以此創(chuàng)設(shè)三維和二維模型，可使得量表計算以及繪圖變得更具客觀性以及直觀性。

3.1 確認(rèn)測繪數(shù)字結(jié)構(gòu)

基于無人機(jī)遠(yuǎn)程成像最大化，可以呈現(xiàn)出礦山測繪的基本數(shù)字結(jié)構(gòu)。通過這種方式，一方面可以推動企業(yè)的整體發(fā)展，另一方面還能夠大幅度縮減測繪工作需要投入的經(jīng)濟(jì)成本。

3.2 明確基礎(chǔ)航線

從航測的層面出發(fā)，應(yīng)用無人機(jī)測繪技術(shù)可以對之后的航線進(jìn)行明確，確保其航測范圍能夠達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。為此，工作人員必須對于當(dāng)前的地形結(jié)構(gòu)有所了解，把握其整體面積，之后再結(jié)合當(dāng)前的地形剖面圖，通過合理挖掘和探索，把握能夠和其完全匹配的選擇范圍。

3.3 保持航測精度

無人機(jī)測繪技術(shù)不僅實際獲得的成像有著較高的清晰度，精度也能夠得到保證，同時還能打破原本惡劣環(huán)境的限制，滿足測繪工作的實際需求。為了能夠?qū)⑵渥饔萌堪l(fā)揮出來，企業(yè)需要對測繪人員展開培養(yǎng)，促使其整體水平有所提升，通過合理引導(dǎo)，促使其掌握相關(guān)基礎(chǔ)操作方式，懂得如何進(jìn)行合理使用，進(jìn)而確保航測的精確性能夠達(dá)標(biāo)。

3.4 明確測繪內(nèi)容

（1）礦區(qū)大比例尺地形測繪。在使用了無人機(jī)航測技術(shù)之后，原本在整個區(qū)域之內(nèi)的所有平高點，都可以通過RTK技術(shù)或者CORS技術(shù)完成搜集工作，并明確具體三維坐標(biāo)；之后再將POS數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件內(nèi)部，展開影像匹配、空三解算以及DOM制作的相關(guān)工作；最后，通過獲取的影像資料，將其全部導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)部，完成原本矢量化的基礎(chǔ)目標(biāo)，繪制地形圖。在使用的過程中，需要定期進(jìn)行調(diào)整，如果發(fā)現(xiàn)和實際情況存在差異，應(yīng)及時進(jìn)行更新。（2）礦山堆體量測算。如果需要對礦山的土方展開計算，或者需要把握礦體當(dāng)前的堆量，早期工作人員通常應(yīng)用RTK技術(shù)，結(jié)合礦山的基本特點，通過網(wǎng)格采集的方式，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。這種方法不但會浪費大量的人力資源成本投入，而且精確性方面也很難令人滿意。而如果采用無人機(jī)測繪的方式，依靠航攝的形式獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，創(chuàng)設(shè)相關(guān)模型，之后再使用高密度點云數(shù)據(jù)直接完成體積的計算工作，這樣一來，整體操作難度便會大幅度降低，投入的成本也會有所降低，而且精確性也會得到大幅度提升。（3）礦山動態(tài)監(jiān)測。在普定縣露天開采礦山動態(tài)監(jiān)測中，應(yīng)用無人機(jī)測繪按季度獲取礦山正射影像，并建立三維模型，簡單明了地反映出礦山實時的開采位置及礦山的土地破壞面積；并在建立的三維模型上分別提取出間隔期的高程數(shù)據(jù)，計算出礦山兩次監(jiān)測期間的具體開采量，為自然資源部門提供直觀的圖紙和準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)。其監(jiān)測成果比較直觀，相比傳統(tǒng)測量方法，工作效率更高，且對于原傳統(tǒng)測量方法測量人員無法到達(dá)的位置也能進(jìn)行實時測量。

4 無人機(jī)測繪技術(shù)未來的發(fā)展

4.1 數(shù)字化方向

對于測繪技術(shù)來說，在未來會變得更具數(shù)字化特點。在完成測繪工作之后，通過應(yīng)用智能化系統(tǒng)，工作人員便能夠結(jié)合當(dāng)前的實際情況繪制圖紙，整體效率會非常高，工作人員的工作負(fù)擔(dān)也會有所降低，僅僅只需要對工作程序展開設(shè)計。

4.2 智能化方向

一般來說，智能化和數(shù)字化之間并沒有特別大的差別，但如果從客觀角度來看，智能化的發(fā)展顯然更能符合實際工作的正常需求，符合當(dāng)前測繪工作的基本需求。在現(xiàn)今的測繪工程中，智能化技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。這其中，最具代表性的便是智能化系統(tǒng)，其可以對當(dāng)前收集的所有數(shù)據(jù)展開檢測，如果發(fā)現(xiàn)有任何數(shù)據(jù)存在較大誤差，能夠在第一時間給予提示，促使工作人員盡快展開核實，確認(rèn)數(shù)據(jù)的可靠性是否達(dá)標(biāo)，為之后繪圖工作的正常展開奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

綜上所述，對于測繪工作來說，通常會因為多方面因素導(dǎo)致測繪工作難度高。為此，相關(guān)人員理應(yīng)對此提高重視，通過應(yīng)用無人機(jī)測繪技術(shù)的方式，確保測繪的效率有所提高，同時還能保證分辨率水平能夠達(dá)標(biāo)，進(jìn)而推動航測工作順利展開。