探究無人機(jī)航測在礦山測繪中的運(yùn)用

李建軍

摘要：文章主要對無人機(jī)航測在礦山測繪中運(yùn)用的實(shí)況進(jìn)行探究，實(shí)踐證明這一人工智能技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為測繪人員獲得空間數(shù)據(jù)信息的有效手段之一。為了拓寬無人機(jī)航測應(yīng)用的范疇，文章對其在地處太行山中南段的山間盆地中北部項(xiàng)目的實(shí)施情況進(jìn)行論述，希望為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)提供幫助。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)航測；礦山測繪；項(xiàng)目實(shí)施；人工智能

無人機(jī)航測作為一種新興的航空遙感技術(shù)，是繼衛(wèi)星遙感、大飛機(jī)遙感之后研制出來的，使測繪地理信息采集精確度有所保證、國土資源得到實(shí)時準(zhǔn)確監(jiān)測，并且在大型工程項(xiàng)目建設(shè)等諸多方面均有較高的應(yīng)用頻率[1- 2]。

1.項(xiàng)目任務(wù)

無人機(jī)航測在礦區(qū)測繪過程中的應(yīng)用，需要不斷的與項(xiàng)目建設(shè)、安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)相匹配，主要是因?yàn)榈V山測繪的精準(zhǔn)度與采礦進(jìn)程中的施工規(guī)劃息息相關(guān)，因此強(qiáng)化對無人機(jī)航測管理的工作力度是極為可行的，測繪數(shù)據(jù)的精確性是采礦施工過程中計(jì)劃變更的有效憑據(jù)[3]。通常情況下，礦區(qū)測繪環(huán)節(jié)中的數(shù)碼內(nèi)容包括對1：2000以及1：5000數(shù)字現(xiàn)劃圖（DLG）匯集環(huán)節(jié)，同時數(shù)字正攝像圖（DOM）、礦區(qū)地貌地質(zhì)圖、檢驗(yàn)無人機(jī)航攝系統(tǒng)在確保礦山地形數(shù)據(jù)采集測量的準(zhǔn)確度發(fā)揮巨大的實(shí)效性。當(dāng)測繪人員面對的是礦區(qū)攝影工作項(xiàng)目而言，一般應(yīng)用的實(shí)際Quickeye（快眼）Ⅱ型無人操作的非量測型數(shù)碼相機(jī)，繼而再航測區(qū)域內(nèi)設(shè)置大批量地表控制點(diǎn)以后，便能夠獲得具有整體性、精確性特點(diǎn)的測繪數(shù)據(jù)信息。

此外在項(xiàng)目任務(wù)編制的進(jìn)程中，對航測礦區(qū)的地貌與海拔進(jìn)行綜合的分析是極為必要的，從而確保航測計(jì)劃的準(zhǔn)確性，以及航測技術(shù)的有效性，最終協(xié)助測繪人員收集到有效性數(shù)據(jù)信息。

2.項(xiàng)目實(shí)施狀況

2.1航線規(guī)劃

測繪區(qū)域總面積為8.91km2，因?yàn)榈靥幪猩街心隙?，所以屬于低山區(qū)。地貌形態(tài)為中間高兩側(cè)低，海拔約為1185.83m，最低點(diǎn)在南北部的沖溝位置上，其海拔在900m左右，相對高差最大值為286m，該被測礦山大部分面積上都有綠色植被存活，高大建筑物體罕見，交通較為順暢，測繪區(qū)域東西長為3836m，南北長度較短，為2363m。參照礦上地形以及成圖比例等條件，該次航空飛行方向設(shè)置為南北向，規(guī)劃出8條線路、航縣重疊度大于60%，側(cè)向重疊度不小于35%，航空遙感設(shè)備距離地表1224m，分辨率為0.18m，為實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)曝光目標(biāo)，應(yīng)用GPS飛行管理系統(tǒng)是極為可行的，每一航線上拍攝的圖片數(shù)量為15張。

2.2地面控制

該測區(qū)野外像片控制點(diǎn)的布置參照《1：500、1：1000、1：2000地形圖航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》中涵蓋的相關(guān)內(nèi)容。在共像片控制點(diǎn)處布置39個平高點(diǎn)，布置的像片控制點(diǎn)可被多個測繪人員共同使用。此外，在該礦上測區(qū)內(nèi)積極應(yīng)用山西省測繪局工程測繪院建立的GPSCORS網(wǎng)，這樣在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)與無線數(shù)據(jù)播發(fā)網(wǎng)的輔助下，可以為使用者供應(yīng)碼相位/載波相位差分修正信息，這樣測繪人員就可以及時的計(jì)算出流動站的準(zhǔn)確點(diǎn)位。平面系統(tǒng)應(yīng)用的是1980西安坐標(biāo)系，采用1985的國家高程基準(zhǔn)。

2.3加密結(jié)果精度以及采集精度評定分析

空中三角測量工作借助的是DATMatrix+ATMatrix+PATB，該空中三角測量系統(tǒng)是由航天遠(yuǎn)景公司研制的。該系統(tǒng)重點(diǎn)針對的對象為小數(shù)碼影像，在部分地面控制點(diǎn)的協(xié)助下將某一區(qū)域全部影像外方位元素與一切加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)計(jì)算出來，繼而在PATB光束法區(qū)域網(wǎng)平差軟件的協(xié)助下，強(qiáng)化了粗差檢測功能與平差計(jì)算功能。

成果精度分析與定向點(diǎn)的中誤差（m）、點(diǎn)數(shù)如下：

Mkx=- 0.204 133 Mky=0.244 133

Mkz=- 0.182 133 Mks=- 0.184 133

定向點(diǎn)最大誤差（m）：- 0.261 - 0.230 0.200

連接點(diǎn)的中誤差（m）與點(diǎn)數(shù)：

Mcx=- 0.221 30 Mcy=- 0.261 30

Mcz=- 0.278 30 Mcs=- 0.197 30

定向點(diǎn)最大誤差（m）：- 0.198 - 0.244 - 0.230

依照《低空數(shù)字航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范（CH/Z3003 - 2010》相關(guān)內(nèi)容，借助平差結(jié)果，該礦區(qū)應(yīng)無人飛航器在1124m處進(jìn)行拍攝項(xiàng)目，借助校準(zhǔn)加密環(huán)節(jié)以后立體像結(jié)果與1：2000地形圖測圖的平面精確標(biāo)準(zhǔn)相匹配，此時無人航機(jī)拍攝系統(tǒng)可以采集到其他衛(wèi)星設(shè)備無法獲取的具有高分辨率特點(diǎn)的影像數(shù)據(jù)信息。

對采集結(jié)果進(jìn)行分析，其相對定向與絕對定向、加密中的各項(xiàng)限差都滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，此時平面精度辨認(rèn)誤差會相應(yīng)降低降低，但高程精度不會受到太大的波動，也就是說該系統(tǒng)成圖的平面精度可以被視為一支“潛力股”。如果想要制成1：1000航圖之時，被規(guī)劃地表分辨率應(yīng)設(shè)置為7cm，此過程中應(yīng)用的為全野外布置控制點(diǎn)或者是區(qū)域網(wǎng)空三加密。

3.無人機(jī)航測在礦山測繪中運(yùn)用具備的優(yōu)勢特點(diǎn)

一是應(yīng)急性能好，大大的節(jié)約了空間成本；二是航測周期相對較短，這主要是由于無人機(jī)飛行標(biāo)準(zhǔn)通常被管控在1000m以下；三是采集到的數(shù)據(jù)信息精確度高；四是與傳統(tǒng)航空攝影設(shè)施相比較，無人機(jī)操作簡單；五是節(jié)約成本費(fèi)用的同時，在安全性能方面也有很大的保障。

結(jié)束語：盡管目前國內(nèi)無人機(jī)設(shè)備正處于研制的狀態(tài)中，但是其在礦山測繪環(huán)節(jié)中發(fā)揮的作用是不可比擬的，根據(jù)本文論述的內(nèi)容，對其優(yōu)勢特點(diǎn)有一個整體性的認(rèn)知。測繪人員在對其進(jìn)行運(yùn)用之時，務(wù)必要結(jié)合礦區(qū)地形特點(diǎn)，對其進(jìn)行有效評估從而編制出行之有效的航測方案，此時國內(nèi)礦區(qū)采集事業(yè)在無人機(jī)航測設(shè)備的協(xié)助下，將會實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭永虎，張啟元，陳豐田.無人機(jī)航測在高原礦區(qū)測繪中的應(yīng)用[J].青海大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，03：58-61.

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[3]張金超.無人機(jī)航測在山區(qū)水利測繪中的應(yīng)用要點(diǎn)分析[J].低碳世界，2016，02：84-85.