無人機航測在露天礦山測繪中的應用

劉土生

（江西省水利規(guī)劃設計研究院，江西 南昌 330029）

測繪工作一般都是針對比較大的區(qū)域，而且還具備一定的復雜性、數據多樣性等，其工作性質給人工測量帶來較大的困難和工作量，伴隨科技水平的進步和提升，無人機航測系統(tǒng)能夠有效的提升工作效率以及測量精度。無人機航測系統(tǒng)具有快速高效、影像實時傳輸、高危地區(qū)探測、成本低等眾多特點，在礦山測繪工作中發(fā)揮了巨大的作用。

1 無人機航測系統(tǒng)的相關概述

無人機航測系統(tǒng)概述：無人機航測系統(tǒng)是科技進步和發(fā)展的產物，是一個高智能化的系統(tǒng)，對于傳統(tǒng)的測量手段是一個完善和補充，并且在于測量精度以及工作效率方面有了較大的提升。

無人機航測系統(tǒng)主要由飛機機體、飛控系統(tǒng)、數據鏈系統(tǒng)、發(fā)射回收系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等組成，在進行礦山測繪工作中，可以利用設備上高質量分辨率攝像系統(tǒng)進行拍攝，通過數據鏈系統(tǒng)進行轉換分析、計算，將數據直接反饋給終端，可以在工作中獲得準確、有效的數據。

除此之外，無人機航測系統(tǒng)還廣泛的用于基礎測繪、土地資源監(jiān)測、土地利用動態(tài)監(jiān)測、數字城市建設以及應急救災測繪數據等方面，對于我國基礎測量、測繪方面具有重大作用。

2 無人機航測技術優(yōu)勢分析

傳統(tǒng)的人機航測技術已經滿足不了目前的工作所需，相對于人機航測來講，無人機航測技術優(yōu)勢較多，適用的范圍更加廣泛，無論是從投入成本上還是工作效率上都有了較大的提升和進步，并且可以根據工作需要對測量數據進行實時傳輸。就露天礦山測繪而言，無人機航測技術的運用能夠準確、有效的將測繪結果呈現出來，根據實際的工作經驗來講，將無人機航測技術在礦山測繪中的優(yōu)勢總結如以下幾點。

2.1 應急能力較強

在利用無人機遙感技術對礦山進行測繪過程中，可能會因為當地的外界環(huán)境因素影響，導致在測繪工作中出現意外情況，針對于意外情況，其智能系統(tǒng)能夠對工作中產生的意外情況進行應急處理，使設備具備較高的系統(tǒng)穩(wěn)定性。其次，無人機機身相對較小，對于起飛或者降落場地要求相對較低，一般情況下準備15 分鐘即可，無論是從經濟性分析還是時間、空間上進行分析，無人機航測技術都具有較高的性能。

2.2 作業(yè)時間相對較短

無人機航測一般都是在較低的空域進行飛行，其作業(yè)時間較短的第一點呈現在空域申請便利，減少了人機航測申請的一些環(huán)節(jié)，從申請時間提高了整體效率。第二點升空準備時間短，航測路線設計方便，對于提升作業(yè)時間都具有較高的幫助，綜合來講，其作業(yè)時間相對較短。

2.3 測量數據準確度建模能力強

在露天礦山測繪工作中，以為地形原因，以及其他因素，對于無人機航測高度要求相對較松，致使無人機可以在較低的低空進行飛行航測。由于飛行高度較低，可以采集到高分辨率的影像，以及進行高精度的測量，無論是影像還是測量精度都較人機航測更為精準。除此之外，系統(tǒng)攜帶的數碼相機、數字彩色航攝像機等設備能夠準確清晰的獲取地表信息，獲取高精度的數據，通過這些數據進行分析，運用相關軟件可以進行有效的建模。

2.4 操作簡單便捷易上手

無人機因為不需要載飛行員，無論是在起飛還是降落以及航測過程中，都不需要考慮飛行員安全的問題。其次，無人機體積較小，便于攜帶和運輸，升空準備15 分鐘即可操作完成，可以通過控制終端對其行為進行有效的設計與規(guī)劃，從而達到預設航測目的。

3 無人機航測在礦山測繪中的應用

3.1 確定礦山測繪數字結構

礦山盛產各種資源，為我國的社會經濟發(fā)展和進步提供強而有力的動力支撐。伴隨著科技水平的持續(xù)發(fā)展和進步，一些科技設備逐漸融入到了各行各業(yè)當中，礦采行業(yè)也不例外，而且，由于科技設備的運用，在較大程度上提高了礦山企業(yè)的生產力。為了礦山企業(yè)更好的發(fā)展，為我國的持續(xù)發(fā)展和進步提供基礎力量，對于礦山的測繪工作在礦山采礦行業(yè)當中始終占據著比較重要的位置。相較于傳統(tǒng)的測繪來講，利用無人機航測系統(tǒng)進行測繪，能夠最大程度的將礦山的基本性數字結構進行展現，能夠幫助礦采企業(yè)有效的降低測繪投入成本，其次，也能夠在一定程度上順應礦山其企業(yè)全面性發(fā)展的整體趨勢。另外，無人機航測系統(tǒng)，可以深入一些較為危險的地區(qū)進行相應的測繪，在一定程度上降低了人工測繪的風險系數，也是對于政府提倡的安全生產的落實。通過無人機航測系統(tǒng)的運用，可以將礦山的基本形態(tài)以數字化顯示出來，幫助礦山企業(yè)能夠更好的了解其結構，提高效率，降低風險，有效的促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和進步。

3.2 確定礦山測繪基本航線

科技水平的發(fā)展和進步，促進無人機航測應用領域逐漸的廣泛，為我們的工作以及企業(yè)的發(fā)展和進步提供了有效的幫助。就目前而言，我國現在經濟發(fā)展迅速，并且仍呈現增速模式，傳統(tǒng)的礦山測繪工作已經不能有效的滿足企業(yè)發(fā)展進步所需，基于此，如何提高礦山企業(yè)的工作效率是整個行業(yè)首先關注的問題之一。在進行無人機航測測繪工作前，需要先對無人機的航線進行科學的規(guī)劃和設計，在規(guī)劃過程中，需要根據礦山地理環(huán)境以及其他因素進行綜合考量。航線的確定需要把握測區(qū)的面積以及地形地勢的結構，根據不同的剖面圖確定合適的飛行海拔高度。只有這樣，才能夠從航測的基本點入手分析，滿足礦山地質基本構造，挺高礦山測繪的精確度。

3.3 地面控制

地面控制是整個航測測繪過程中比較重要的一個構成部分，根據相關條文規(guī)定，地面控制作為內業(yè)布點工作，無論是人工測繪還是運用無人機航測系統(tǒng)進行測繪，都需要根據礦山的實際情況和地形、結構特點進行相應的布設，除此之外，還需要根據實際工作情況進行野外刺點。在布設工作過程中，需要保障地面區(qū)域沒有死角，通過布設工作的設置，保障航測最高覆蓋率。

3.4 加密結果進度以及采集精度評定

無人機航測測繪過程中，其采用的三角測量法主要用于數字圖像測量小面積的控制點，能夠獲取的數據信息相對較少，目前主要采用的方法是通過提取在礦山測量過程中獲得的圖像數據，然后對這些測量數據的提取，計算出加密點的外方位元素和地面坐標。在實際工作過程中，可以將采集到的數據導入計算機相關軟件中，通過數據處理提高測量精度。

除此之外，工作人員還需要在進行測繪過程中，需要根據相關的標準計算出定位點，明確計算過程中的誤差，分析無人機航測過程中的高度，分析航測機構等等。

4 無人機航測系統(tǒng)實際案例分析

無人機具有快速高效的特點，無論是經濟性還是實效性都可以滿足目前礦山的測繪工作，相比較傳統(tǒng)的測繪地形測繪，無人機測繪成果輸出種類多，建模能力強，影像成果便于直觀觀測，避免了RTK 設備在山區(qū)信號不好的缺點。本文就某地礦山無人機測繪案列進行分析，無人機航測在露天礦山測繪中的應用。

4.1 無人機航線規(guī)劃

飛行方式采取定點方式，計劃飛行高度124 米，計劃飛行時間20分鐘，計劃飛行面積51HA，航線規(guī)劃區(qū)域長約1公里，寬0.5公里，本次航測任務有固定控制點，沒有進行布置地面控制點。

4.2 內業(yè)流程

4.2.1 影像拼接

根據相關影像進行空三加密計算并且輸出DOM、DSM、點云模型等成果。

4.2.2 生成表面高程模型

生成表面高程模型以后導出點坐標、DXF 格式。

4.2.3 矢量化處理

通過空三加密計算成果，進行矢量化處理，生成等高線，繪制地形圖。

5 結論

無人機航測技術給礦山測繪工作帶來較大的提升，并且發(fā)揮巨大的作用，隨著我國科技水平的不斷發(fā)展和進步，無人機航測技術將成為礦業(yè)工作的標準配置，以提高礦山企業(yè)的競爭力，促進行業(yè)的發(fā)展和進步。