無人機攝影測量技術在礦山工程中的應用

礦山工程開采作業(yè)常會受到多方面因素的影響，而以往采用的測量技術與手段也無法有效匯集所有的數(shù)據(jù)信息，特別是礦山工程前期開展的測量工作，如果企業(yè)缺乏健全的道路設施，必然會對測量工作產(chǎn)生影響，也會大大提高作業(yè)的難度，而且因為作業(yè)人員無法在樹木密集的區(qū)域進行測量，所以會使他們測得的數(shù)據(jù)存在誤差，而測繪的質(zhì)量與效果也無法提高。不過隨著無人機攝影測量技術的研發(fā)與運用，其不僅能將自身作用全面發(fā)揮，還能打破以往攝影的局限和制約，通過構(gòu)建差異性大的荷載組件，礦山的全影信息能得以構(gòu)建，同時礦山的真實面貌可展現(xiàn)在作業(yè)人員面前，后續(xù)的工作也能順利進行。

1 無人機攝影測量技術概述

1.1 無人機攝影測量技術的工作原理

在運用無人機攝影測量技術的過程中，只有明確該技術的工作原理才能將其具備的作用、優(yōu)勢全面發(fā)揮到礦山作業(yè)中。在應用無人機時，其是以高空作業(yè)為平臺，借助機載的方式遠程遙控設備。無人機可使用分辨率極高的電荷耦合器件數(shù)碼相機以及紅外線掃描儀等設備來輔助作業(yè)。在工作區(qū)域無人機能收獲分辨率高且?guī)в猩实臄?shù)字影像。通過繪圖軟件以及數(shù)字測繪圖等可對這些數(shù)據(jù)進行深入剖析，再借助高精度繪制工藝繪制圖紙，也可將比例尺標準全部滿足。

1.2 無人機種類及測量搭載的設備

多旋翼無人機，該類無人機造價低且易于操作，還可隨時懸停，但多旋翼無人機在大范圍測繪工作無法將自身的作用全面發(fā)揮。所以作業(yè)人員常用多旋翼無人機進行環(huán)境測量、建筑建模等工作中，此類無人機在小范圍應用中較為廣泛。固定翼無人機具有較強的抗風能力，可進行大規(guī)模拍攝，續(xù)航的時間較長。但固定翼無人機無法進行一些細節(jié)性測量作業(yè)，所以作業(yè)人員會將此類無人機應用到大范圍航測工作中。

結(jié)合實際需求，無人機還要攜帶各種裝置以實施作業(yè)。在測繪領域，無人機經(jīng)常會搭載高像素攝影鏡頭和三維激光雷達等設備進行工作，而搭載攝影鏡頭時，要求像素要超過一千兩百萬，隨著社會科技的發(fā)展，鏡頭技術也摒棄了以往的單攝像鏡頭，如今已發(fā)展成五鏡頭、三旋轉(zhuǎn)鏡頭。其中，五鏡頭包含了單個垂直鏡頭以及四個傾斜鏡頭，應用無人機搭載五鏡頭進行作業(yè)可有效做到在一條航線上拍攝多個方向的照片，這樣無人機測得的礦區(qū)信息也會更加全面。此外，在應用無人機攝影測量技術的過程中，企業(yè)還可使用激光雷達掃描儀這一設備輔助作業(yè)。由于攝影測量需通過空三加密形式計算并構(gòu)建測量模型，而在礦區(qū)地面又存在很多障礙物，就好比樹木以及電線桿等，所以很難形成精準模型，而通過運用激光雷達掃描儀進行測量作業(yè)，可獲得物體表面云數(shù)據(jù)，在礦山作業(yè)的一些必要場景，企業(yè)會使用無人機搭載激光雷達來采集數(shù)據(jù)

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1.3 無人機攝影測量技術的優(yōu)勢

相較于傳統(tǒng)的攝影方法的攝影質(zhì)量，使用無人機進行航空攝影的質(zhì)量更佳，同時也具備很多無法替代的優(yōu)勢。首先應用無人機攝影測量技術會降低工作人員的勞動強度。如在轉(zhuǎn)移全站儀這類大型測量設備時，其會耗費大量的人力、物力，還會增加人員負擔，在轉(zhuǎn)移期間，工作人員不僅要確保儀器不被破壞，還要考慮天氣條件對作業(yè)現(xiàn)場的影響，這在很大程度上都會增加他們的作業(yè)負擔，還會大大影響整體作業(yè)的質(zhì)量。而且這一過程還會浪費測量人員的很多時間與精力，使得他們測量的結(jié)果和精確性也無法得到保證。然而運用無人機攝影測量技術進行工作，會將企業(yè)在人力、物力上的投入大大降低。其次應用無人機攝影測量技術還可提高測量的效率。在該技術的作用下，企業(yè)無需讓全部作業(yè)人員到礦山現(xiàn)場進行測量，只要將無人機設備放入礦山要測量的區(qū)域即可，無人機便可對礦山的整體數(shù)據(jù)進行測量，這樣也可將測量作業(yè)的效率大幅度提高，而企業(yè)的測量需求也能得到滿足。再者應用無人機攝影測量技術的成本較低。相較于以往使用的人工測量方法，該技術可減少很多設備的應用。在傳統(tǒng)測量工作中，不僅需使用大量的人力，還要有很多設備支持，而這不但會耗費大量的物資，人員與設備的安全問題也很難保障。若使用無人機進行礦山攝影與測量，可獲得更加全面的數(shù)據(jù)，企業(yè)對物資的消耗也會大幅度降低，而礦山地形測繪工作對人員安全的要求也能隨之滿足。最后應用無人機攝影測量技術具備較強的機動靈活性。因為無人機屬于小型科技設備，所以受天氣環(huán)境的影響相對小些，在攝影工作中不僅工程的測量極為便利，而且測量作業(yè)不會過多受到客觀因素的影響，設備自身又極為靈活、主動，企業(yè)可結(jié)合礦山的具體情況選擇不同的方法進行數(shù)據(jù)測量。而這種靈活性是傳統(tǒng)地形測量以及人工無法實現(xiàn)的。通過綜合考慮礦山的環(huán)境以及天氣因素，企業(yè)能采用相應的無人機測量形式，這樣地形圖測繪的工作需求也能得到滿足。

“‘把經(jīng)濟特區(qū)辦得更快些更好些。’鄧小平同志這個題詞是1984年題給廈門的?！绷暯娇粗鴪D片，思緒回到了30多年前，“我是1985年去廈門工作的，倍感時間緊迫??！其他經(jīng)濟特區(qū)都跑起來了，廈門要趕緊追上去。”

2 無人機攝影測量技術在礦山測量工作中的應用

在礦山地形測量的過程中，應用無人機時需對其數(shù)據(jù)進行三次加密，這樣便可保證無人機攝影測量的成像質(zhì)量能滿足實際運用需求，而無人機攝影圖像的成像效果也會大幅度提高。由于圖像成像的質(zhì)量會受到約束平差以及自由網(wǎng)平差等因素的影響，所以在分析該技術在礦山工程中的應用時，也要對這些平差因素系統(tǒng)分析，這樣也可保證成像的數(shù)據(jù)可運用到實際分析作業(yè)中。自由網(wǎng)平差指的是在實際作業(yè)中無人機作業(yè)需選用精匹配和粗差，其目的是為了明確相機成像的精度，并保證該平差誤差能小于半像素質(zhì)。所謂聯(lián)合平差，即無人機工作中會借助外業(yè)像控點導入數(shù)據(jù)，而所導入的數(shù)據(jù)都可將聯(lián)合平差的效果大幅度提高，同時模板平差后的高程、平面誤差也能滿足礦山測量的需求

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2.1 無人機攝影與全數(shù)字空中三角測量

系統(tǒng)分析空三加密成果，企業(yè)可合理構(gòu)建礦區(qū)立體模型，同時也可利用繪制數(shù)字線劃圖將此問題解決。期間，工作人員必須使用相應軟件繪制的圖形合理判斷礦山地貌以及礦山的屬性、類別，保證繪圖期間的模型以及圖紙能精準還原礦山的樣貌。不過在繪制中還要明確一點，即運用軟件繪制數(shù)字線劃圖時因其無法繪制所有部分，企業(yè)還要借助外業(yè)調(diào)繪手段進行補測，只有這樣，礦山所測數(shù)據(jù)的精準度才能大幅度提高。而在外業(yè)測繪結(jié)果分析工作中，企業(yè)可運用CASS軟件，經(jīng)過分層加編CASS碼，可依據(jù)數(shù)據(jù)成果進行分析，在保證數(shù)據(jù)的應用質(zhì)量后，企業(yè)還可對數(shù)據(jù)進行編號并收入數(shù)據(jù)庫。使用數(shù)據(jù)就微分糾正模式，借助精度性高的數(shù)字高程模型一同構(gòu)制正射影像圖，通過合理調(diào)整測量所得的數(shù)據(jù)和對應色彩，也可使其拼接線更為合理且符合現(xiàn)實道路情況。在對拼接線進行處理的過程中，企業(yè)需確保拼接線順著道路進行繪制，這樣拼接線便能更好地放入礦山地形圖中，而受投影差和影像錯位影響導致的數(shù)據(jù)分析不精準問題也能得到消除，在此背景下，無人機攝影測量技術在礦山工程中的應用質(zhì)量與效果也會得到最大限度的保證。

2.2 像控點與無人機攝影測量

由于外業(yè)航測作業(yè)注重的是安全、精準的完成測量區(qū)域的拍攝工作，所以在這一過程中企業(yè)要注意無人機的飛行安全，還要明確禁飛區(qū)以及風速對無人機工作產(chǎn)生的影響，至于測量區(qū)域的合理性也要高度重視，企業(yè)只有嚴格根據(jù)技術要求進行檢查點以及像控點的布置，才能將無人機測繪的質(zhì)量和效果大幅度提高，如下圖所示為外業(yè)航測的流程圖。

2.3 空三加密以及數(shù)字正射影像圖生成制作

在開展礦山測量作業(yè)時，企業(yè)必須將礦山需求全面滿足，同時還要采用現(xiàn)代無人機攝影測量技術進行特定礦區(qū)數(shù)據(jù)的采集，在分析完礦區(qū)數(shù)據(jù)后，工作人員需借助1:2000的比例尺繪制地形圖，這樣也可更好的了解礦區(qū)數(shù)據(jù)。

在進行無人機攝影技術進行測量時，企業(yè)要綜合考慮此礦區(qū)的情況，無人機的續(xù)航時間基本在兩個半小時左右，續(xù)航速度在97千米每小時，企業(yè)可結(jié)合礦區(qū)面積合理設計并規(guī)劃無人機飛行航線。而無人機航拍結(jié)束所得的攝影效果優(yōu)良，其不僅能滿足數(shù)據(jù)測量的全部需求，還能保證成片的均勻與飽滿，還可為企業(yè)提供更真實、有效的礦區(qū)數(shù)據(jù)

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上式。將頻率數(shù)據(jù)以及基帶信號傳輸至控制主機，在控制主機的數(shù)據(jù)后處理中，由實時頻率跟蹤數(shù)據(jù)易得數(shù)控振蕩器（NCO）的相位為?NCO(m)，模擬前端中的鎖相環(huán)（PLL）的頻率固定，易得PLL的相位?PLL(m)。調(diào)制激光的微波信號的頻率為fori(m)，相位為?ori(m)=，此時可以得到載波恢復后的基帶信號。

3 測繪工作要注意的事項

3.1 外業(yè)航測工作

在使用無人機測量技術時，還可用其測量像控點布點的精準度，而礦井中像控布點的質(zhì)量又直接關系著礦井圖繪的比例尺大小。在使用此技術進行礦山地圖測量工作時，企業(yè)還要考慮像控點測量所采用的方式，是持續(xù)進行的參考站跨區(qū)域數(shù)據(jù)共享，還要根據(jù)實時動態(tài)采集像控點數(shù)據(jù)信息。在分析完無人機與地面參考站系統(tǒng)所得數(shù)據(jù)后，就能確認最終結(jié)果并會出地區(qū)地圖。在實際應用無人機進行作業(yè)時，因為設備自身具備較高的精度，再加上GPS設備的特性較好，也可對像控點進行部署，從而使無人機航拍測量的品質(zhì)有效提升。同時相比于鎖定衛(wèi)星的能力，實際使用無人機接收衛(wèi)星信息的準確度要更高，還可以在后期工作人員進行數(shù)據(jù)分析和地貌描繪期間，依據(jù)數(shù)據(jù)剖析坐標差額進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，這樣轉(zhuǎn)換的時效性也會大幅度提高。通過CORS基準站實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，也可對數(shù)據(jù)進行全面分析，從而獲得精準性更強的像控點結(jié)果，這樣不管是數(shù)據(jù)的分析標準還是解算需求，都能得到最大限度的滿足。因此次礦山測量使用的是華測p700e型無人機，繪制的地圖比例尺為1:1000，企業(yè)需依據(jù)礦山的實際地形圖和測量情況進行精度與比例尺的調(diào)整，這樣精度形成條件能得到充分的滿足，依據(jù)地區(qū)的地形情況與地質(zhì)也會更精細的顯示，在進行大比例尺測量作業(yè)的過程中，企業(yè)應綜合考慮作業(yè)形式與效果，其中還包含礦區(qū)的地形條件、測繪形式和影像性能關系，這在一定程度上也會促進測量效果的提升。同時，企業(yè)還要考慮無人機搭載的相機能否發(fā)揮出最大性能，這對后續(xù)數(shù)據(jù)、圖片的分析、處理極為關鍵。

在外業(yè)航測工作中，因是在野外環(huán)境中作業(yè)，所以會存在被樹木遮擋的情況，受此影響，無人機無法對山體的山溝以及地面等位置信息進行全面、細致的采集。要想將此問題解決，企業(yè)可運用大疆精靈無人機進行低空和樹下區(qū)域的拍攝，期間工作人員也可手動控制拍攝過程，通過將拍攝到的圖片、影響融入到其他照片并構(gòu)建模型，也能將無人機攝影測量技術存在的測量盲區(qū)有效解決

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燃燒產(chǎn)物熱平衡方程式是進行鍋爐熱力計算的基礎之一，循環(huán)流化床鍋爐也是如此。在分離器、EHE以及爐膛中燃燒產(chǎn)物熱平衡方程式中必須計入循環(huán)灰焓，否則誤差會很大。系統(tǒng)熱平衡圖如圖1所示。此系統(tǒng)圖由爐膛、分離器和回料器組成。此系統(tǒng)中本應還包括外置式熱交換器（EHE），但由于文中所研究循環(huán)流化床鍋爐無外置式換熱故沒有體現(xiàn)。

家中對這件事自然照例不大明白情形，以為只是教師管理方面太寬的過失，因此又為我換一位教師。這事對我說來，倒又得感謝我的家中，因為先前那個學校比較近些，雖常常繞道上學，終不是個辦法，且因繞道過遠，把時間耽誤太久時，無可托詞?，F(xiàn)在的學校可真是很遠很遠了，不必包繞偏街，我便應當經(jīng)過許多有趣

毛澤東在建構(gòu)和完善矛盾學說體系方面作了杰出的工作?！睹苷摗肥邱R克思主義哲學史上系統(tǒng)地闡述矛盾規(guī)律的哲學專著，其論述緊密結(jié)合中國革命的實踐和中國傳統(tǒng)辯證法思想，因而具有鮮明的中國作風和氣派。在《矛盾論》中，毛澤東從對立統(tǒng)一的觀點出發(fā)建構(gòu)了一個完整的矛盾學說體系，從而譜寫了馬克思主義矛盾觀的新樂章。

3.2 內(nèi)業(yè)建模注意事項

在內(nèi)業(yè)建模的過程中，工作人員需先探查地面噴涂像控點的像片編號，通過軟件導入多角度影像后，需檢查控制點在圖像、照片上的位置和坐標數(shù)據(jù)。同時還要注意對輸出坐標系的選擇，若生成后的模型和控制點高程統(tǒng)一，需對POS數(shù)據(jù)進行修正，還需對至少三個控制點進行多次計算，從而求得七參數(shù)，之后還要將POS數(shù)據(jù)的大地高修正為控制點高程。此外，企業(yè)還要注意對模型格式的選擇，這取決于之后使用的模型處理軟件格式。如下圖所示為模型構(gòu)建的流程圖。

3.3 對CAD線畫圖的繪制

在生成模型后，企業(yè)還要結(jié)合模型繪制出設計所需的二維線畫圖。如下圖所示為儲煤場三維模型截圖，期間不僅能適用EPS軟件繪制礦區(qū)平面圖，還可借助體積計算儲煤量，同時也能時刻掌握實際的儲煤量。在礦區(qū)建成后，一些建設項目還存在建筑的立面測量，而立面出圖測量是傳統(tǒng)測繪最為薄弱的一環(huán)，此時企業(yè)可選擇具備立面測圖功能的軟件進行繪制，這樣測繪立面圖的問題能得到有效解決。

3.4 飛行方案的設計

在應用無人機攝影測量技術開展礦山工作作業(yè)的過程中，企業(yè)在了解礦山情況后還要注重對無人機飛行方案的設計，期間企業(yè)需在分析完礦區(qū)面積與地形后對攝影區(qū)域進行合理劃分，還要對無人機飛行的航線、航高等參數(shù)合理設置，還要注意對像控點的布置。對于拍攝設備，企業(yè)可用HM2200，期間還可與衛(wèi)星定位系統(tǒng)進行搭配設置，這樣無人機參數(shù)大小也能明確。除此之外，企業(yè)還要做好無人機飛行時間的計算、安排，對飛行航線還要科學模擬，對于航高比、拍攝區(qū)的寬度等也要精心計算并設置。如果礦山地區(qū)要拍攝的面積極大，企業(yè)需將區(qū)域細分為多個小區(qū)域，這樣無人機也可經(jīng)過多次拍攝從而獲取到全面、精準的圖像信息。

3.5 精度分析

為檢測人工提取的建筑外輪廓與立面精度，企業(yè)可隨機抽選兩棟建筑物進行精準評價。使用全站儀進行建筑多角度的平面測量與高程測量，將所得數(shù)值和模型提取的線畫圖對比，結(jié)果如下表所示

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4 結(jié)語

總而言之，應用無人機攝影測量技術進行礦山工程作業(yè)，可有效擴大礦山測繪范圍，同時也能將測量精準度大幅度提高。無人機攝影測量技術不論是在規(guī)劃設計還是礦山建設等方面，都發(fā)揮著至關重要的作用。不過在應用此技術進行礦山建設與測量時，企業(yè)需結(jié)合礦山的實際情況系統(tǒng)分析和研究，還要制定合理、完整的無人機飛行方案與計劃，再做好像控點的布置安排，無人機測量所得的數(shù)據(jù)也能更加精準，而對數(shù)據(jù)的處理也能得到保障，在此背景下，測量工作也能順利、有序的進行。

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