露天礦山無人機傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用策略分析

付旭陽

（華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊，河北 承德 067000）

礦業(yè)在我國屬于重要支柱型產(chǎn)業(yè)，測繪作為礦山開采的前提條件，將無人機技術(shù)應(yīng)用于礦山開采前期的測繪工作中，其與傳統(tǒng)人工操作的方式相比有著更高的精度和效率，同時還能夠憑借無人機較強的機動性能，完成一些工作人員無法完成的操作，詳細對礦區(qū)的地物﹑地貌進行測量，不僅可以縮短獲取信息的時間，而且可以提高作業(yè)的精度，該技術(shù)的出現(xiàn)使得我國露天礦山測繪在未來有著十分廣闊的發(fā)展前景。

1 無人機傾斜攝影測量技術(shù)的概念

無人機技術(shù)的應(yīng)用具有較強的智能化水平和較強的作業(yè)能力，在適當高度通過無人機上搭載的高分辨率攝像機開展攝影以及數(shù)據(jù)采集等工作，隨后利用無人機上的傳感器將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息傳輸至地面站或用戶終端，便于工作人員接收數(shù)據(jù)信息以及影像模型。

在當前的測繪領(lǐng)域，無人機展現(xiàn)出了無與倫比的優(yōu)勢，其未來發(fā)展空間十分廣闊，可以全面﹑真實地將地理空間數(shù)據(jù)信息反映出來。在露天礦山測繪中應(yīng)用無人機傾斜攝影測量技術(shù)，除了可以提高測繪工作的靈活性外，還能夠提高數(shù)據(jù)﹑影像采集的效率和精度，以便為后續(xù)礦山開采工作的開展提供更加可靠的支持。

2 露天礦山測繪中無人機傾斜攝影測量技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 數(shù)據(jù)精度高

在露天礦山測繪工作中，往往會面臨復(fù)雜的外部環(huán)境，同時人工測量的方式具有較高的危險性，有許多位置工作人員難以到達，如懸崖﹑陡坡﹑深坑等復(fù)雜區(qū)域。運用無人機傾斜攝影測量技術(shù)，可以在無人機設(shè)備的支持下高效﹑精準完成測繪工作，在高分辨率攝像機以及傳感器的支持下可以捕捉和傳輸高精度的畫面，以便提高測繪工作的整體成效[1]。無人機傾斜攝影測量技術(shù)的運用可以提高所采集數(shù)據(jù)信息的精度，同時還能夠與計算機終端結(jié)合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的可視化，能夠為后續(xù)露天礦山開采﹑修復(fù)等工作的開展提供更加有效地指導(dǎo)。

2.2 操作靈活

無人機傾斜攝影測量技術(shù)的運用，使得露天礦山測繪工作呈現(xiàn)出信息化﹑自動化的發(fā)展趨勢，與傳統(tǒng)人工測繪的方式相比，采用無人機測繪的方式，不僅可以提高工作的整體效益，還可以減少測繪工作中的成本投入。在現(xiàn)代科技不斷發(fā)展的過程中，無人機以及攝影設(shè)備﹑傳感設(shè)備等的體積不斷減小，不僅方便攜帶，操作也十分靈活，可以最大限度滿足露天礦山測繪工作的要求。

2.3 應(yīng)急功能

在露天礦山測繪中，往往會涉及許多復(fù)雜的工作區(qū)域，包括了尾礦庫﹑排土場等具有較高危險性的區(qū)域，在開展測繪工作的時候往往會出現(xiàn)一些不確定因素，人工測繪的方式一旦遭遇風險可能無法及時進行應(yīng)急。傳統(tǒng)人工作業(yè)的方式會受現(xiàn)場許多因素干擾，倘若出現(xiàn)應(yīng)急問題，將難以進行處理，會導(dǎo)致大量成本流失，甚至會發(fā)生重大安全事故。在露天礦山測繪中運用無人機技術(shù)，可以有效對各種應(yīng)急情況進行處理，憑借無人機的較淺靈活性優(yōu)勢，利用計算機終端在遠程操作的情況下就能夠完成測繪工作，在此期間倘若出現(xiàn)突發(fā)情況，也可以及時派出無人機進行調(diào)查，便于及時開展應(yīng)急工作，避免對工作人員的生命安全造成威脅。

3 露天礦山測繪的要求

3.1 確定礦山測繪區(qū)域

在露天礦山測繪工作開展之前，需要對露天礦山的規(guī)模以及礦山周邊環(huán)境進行調(diào)查，深入分析礦山內(nèi)部礦產(chǎn)資源分布情況，結(jié)合礦產(chǎn)資源分布情況對測繪區(qū)域進行確定，結(jié)合特定區(qū)域的情況提前制定測繪方案，避免在實際開展礦產(chǎn)測繪工作的時候，因區(qū)域劃分不合理導(dǎo)致各種問題出現(xiàn)。另外，還需要根據(jù)實際要求及時對露天礦山測繪中存在的問題進行處理，發(fā)揮各項技術(shù)手段在露天礦山測繪中的作用，最大限度滿足后期礦山開采和修復(fù)工作的要求。

3.2 調(diào)整礦山測繪設(shè)備

在有效降低露天礦山測繪的難度，需要根據(jù)相關(guān)要求以及礦山的實際情況對各種儀器設(shè)備進行調(diào)整，根據(jù)測繪工作的實際開展要求，提前調(diào)整相關(guān)儀器設(shè)備的運行參數(shù)，保證相關(guān)儀器設(shè)備在露天礦山測繪工作中的應(yīng)用效果，保證儀器設(shè)備運行的高效性，以便獲取更加全面﹑精準的數(shù)據(jù)信息，充分發(fā)揮各類儀器設(shè)備在露天礦山測繪工作中的作用。另外，還需要加大對露天礦山測繪中相關(guān)儀器設(shè)備的管理和維護力度，針對一些使用時間過長的儀器設(shè)備，在條件允許的情況下需要及時進行更換，避免儀器設(shè)備出現(xiàn)故障阻礙測繪工作順利開展。

3.3 加強礦山監(jiān)測監(jiān)督

在露天礦山測繪工作中，對礦山的監(jiān)測監(jiān)督需要綜合考慮許多因素，在實際開展測繪工作的過程中可能會受許多因素阻礙，這就需要加強對露天礦山的實時監(jiān)督，便于相關(guān)部門及時處理露天礦山監(jiān)測中存在的問題，保障后續(xù)測繪工作順利開展。在實際對露天礦山進行監(jiān)測的過程中，需要做好各類基礎(chǔ)信息的采集工作，通過強化對各類基礎(chǔ)信息進行分析的方式，明確監(jiān)測工作中存在的問題，以便為露天礦山測繪工作提供有效參考，避免在測繪工作中出現(xiàn)同類問題，運用各種現(xiàn)代化技術(shù)手段保障露天礦山測繪工作順利開展。

3.4 培養(yǎng)專業(yè)測繪人員

為規(guī)避各種因素對露天礦山測繪工作的影響，在實際開展測繪工作之前需要加強對相關(guān)工作人員的培訓(xùn)，確保工作人員明確測繪工作的相關(guān)規(guī)章制度，避免人為因素給測繪工作的順利開展造成阻礙，全面提高露天礦山測繪的效率[2]。由于露天礦山的規(guī)模較大，在傳統(tǒng)工作模式下可能會面臨工作人員不足的情況，這就要求相關(guān)部門進一步加大對人才的引進力度，加強對先進技術(shù)手段的運用，尤其是在無人機傾斜攝影測量技術(shù)的幫助下，有效解決人員不足的問題。

4 無人機傾斜攝影測量技術(shù)在露天礦山測繪中的功能價值

4.1 提供礦山生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

為保證礦山生產(chǎn)嚴格按照提前制定的計劃目標進行作業(yè)，需要通過現(xiàn)場測繪的方式設(shè)計大比例尺地形圖，為露天礦山生產(chǎn)的監(jiān)控生產(chǎn)﹑調(diào)節(jié)生產(chǎn)以及工程計量等提供有效的數(shù)據(jù)支持，確保礦產(chǎn)資源可以得到有效開發(fā)，同時還能夠加強對礦山的保護與修復(fù)力度，在保證礦山生產(chǎn)安全性的基礎(chǔ)上，最大限度降低生產(chǎn)過程對生態(tài)環(huán)境造成的影響。

4.2 推動綠色礦山建設(shè)

露天礦山的區(qū)域主要可以劃分為采場廢渣堆砌場﹑尾礦庫﹑采場永久邊坡等，為積極推動綠色礦山建設(shè)，對露天礦山進行修復(fù)，可以在無人機傾斜攝影測量技術(shù)的支持下，全面對礦山生態(tài)環(huán)境進行監(jiān)測，掌握露天礦山的植被生長﹑水文環(huán)境﹑水土流失等情況，通過采集實時影像的方式，全面對露天礦山的情況進行反映，有利于保證露天礦山合理開發(fā)和利用，并在礦山生產(chǎn)過程中加強對生態(tài)環(huán)境的保護，積極推動礦山綠色化發(fā)展。

4.3 推動數(shù)字礦山建設(shè)

露天礦山礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用，無論是生產(chǎn)﹑工藝還是組織﹑決策，在現(xiàn)代化技術(shù)的推動下正逐漸呈現(xiàn)數(shù)字化趨勢，在無人機傾斜攝影測量技術(shù)的支持下，可以提供準確的空間定位信息，將礦山及周邊的地貌﹑地物﹑地質(zhì)等三維坐標真實模擬出現(xiàn)，有利于加強對礦產(chǎn)資源的管理，在3S技術(shù)的支持下有利于建設(shè)數(shù)字化智慧礦山。

5 露天礦山測繪中無人機傾斜攝影測量技術(shù)的實際應(yīng)用

5.1 露天礦山測繪的前期調(diào)研

在開展露天礦山測繪工作的時候，需要考慮眾多因素，在前期準備不充足的情況下，各項工作的開展容易受到阻礙，導(dǎo)致難以滿足露天礦山測繪監(jiān)測工作的要求，同時還會對礦山開采區(qū)域的規(guī)劃造成一定程度的影響。對此，需要在露天礦山測繪的前期準備階段，采用相應(yīng)手段做好前期調(diào)查工作[3]。在露天礦山測繪的前期調(diào)研階段，可以借助無人機傾斜攝影測量技術(shù)對露天礦山的整體情況進行精準測繪﹑精準把控，做好基礎(chǔ)的信息收集工作，保證各類數(shù)據(jù)信息的完整性﹑精準性，確保前期調(diào)研工作能夠更好地滿足露天礦山測繪工作的要求。不同的無人機設(shè)備其運行參數(shù)以及搭載的攝影裝置﹑傳感裝置存在一定差異，這需要相關(guān)部門綜合考慮露天礦山的情況，有針對性調(diào)整攝影設(shè)備的分辨率以及無人機的運行參數(shù)，避免無人機在運行的過程中相關(guān)裝置出現(xiàn)質(zhì)量問題，利用無人機全面了解露天礦山的真實情況，并由專業(yè)人員對手機的影像﹑數(shù)據(jù)進行分析，全面了解露天礦山的情況，如地形地貌﹑礦產(chǎn)資源分布情況等，以便快速確定露天礦山開采和修復(fù)方案。運用無人機傾斜攝影測量技術(shù)，還可以降低露天礦山測繪前期準備工作的難度，提高測繪工作的整體效率。

5.2 規(guī)劃無人機航線

為充分發(fā)揮無人機傾斜攝影測量技術(shù)在露天礦山測繪中的作用，除了要遵守各類規(guī)范和標準外，還應(yīng)當結(jié)合露天礦山的規(guī)模以及礦產(chǎn)資源的分布情況，提前對無人機的航線進行規(guī)劃，保證無人機按照提前設(shè)計的航線運行，實現(xiàn)對露天礦山以及特定區(qū)域的精準航拍，有效規(guī)避無人機運行中存在的各種問題。在對無人機航線進行規(guī)劃的過程中，需要確保無人機在不同礦區(qū)的垂直和傾斜航拍效果，保證各部位的攝影分辨率。在規(guī)劃無人機航拍路線的時候，還需要結(jié)合前期收集的數(shù)據(jù)信息，將其作為調(diào)整無人機運行參數(shù)以及設(shè)計航線的標準，避免無人機在運行的過程中受阻，充分發(fā)揮無人機傾斜攝影測量技術(shù)在露天礦山測繪工作中的作用。通常，在規(guī)劃無人機航線的時候還需要對相關(guān)設(shè)備的航拍角度以及分辨率等參數(shù)間調(diào)整，隨后按照提前設(shè)計的參數(shù)確定無人機的航線，避免在露天礦山測繪中應(yīng)用無人機出現(xiàn)航線便宜的情況，保證露天礦山測繪結(jié)果的準確性[4]。

5.3 收集航拍技術(shù)

由于無人機傾斜攝影測量技術(shù)在測量過程中可能出現(xiàn)一些問題，需要充分考慮航拍過程中可能出現(xiàn)的問題，收集與露天礦山相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，保證測繪的實質(zhì)效果，在反復(fù)作業(yè)的過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗，以便對無人機的參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整，最大限度滿足露天礦山測繪工作的要求。在對航拍技術(shù)進行搜集的時候，需要根據(jù)露天礦山的整體情況以及測繪工作的要求，加大無人機傾斜攝影測量技術(shù)在測繪工作中的應(yīng)用力度。在無人機運行的過程中，工作人員還需要對無人機的垂直與傾斜角度進行調(diào)整，設(shè)置相應(yīng)的傳感裝置，利用傳感器將無人機搜集的數(shù)據(jù)信息快速﹑準確傳輸至終端設(shè)備，便于工作人員及時對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行整合和分析，從而呈現(xiàn)露天礦山的實際情況。在必要的時候，還可以結(jié)合收集的數(shù)據(jù)信息對露天礦山測繪工作方案進行調(diào)控，進一步提高無人機收集數(shù)據(jù)信息的及時性與完整性，同時還能夠加強該技術(shù)與3S技術(shù)的聯(lián)合運用，便于更加高效﹑精準地完成露天礦山測繪工作。

5.4 數(shù)據(jù)信息的處理

在露天礦山測繪中，會涉及到大量數(shù)據(jù)信息，這就需要相關(guān)部門按照相應(yīng)流程對這些數(shù)據(jù)信息進行處理，以便為露天礦山的后續(xù)開采﹑修復(fù)等工作提供有效參考。在實際處理數(shù)據(jù)信息的過程中，要進一步加大對無人機傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用，全面了解露天礦山的真實情況，結(jié)合露天礦山的真實情況對各類數(shù)據(jù)信息進行處理。在無人機傾斜攝影測量技術(shù)的支持下，還可以實時傳輸航拍影像和監(jiān)測數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建露天礦山的三維立體模型，以便加強相關(guān)部門對露天礦山的把控力度，在數(shù)據(jù)信息處理過程中規(guī)避一些不合理的地方[5]。在無人機傾斜攝影測量技術(shù)的幫助下，可以提高礦產(chǎn)資源分布﹑地形地貌等信息的準確性，提高工作人員對各類數(shù)據(jù)信息的把控力度，在各項數(shù)據(jù)信息的支持下更加高效地開展工作。

5.5 測繪結(jié)果的評價

在對露天礦山進行監(jiān)測以后，還可以多角度對露天礦山的測繪結(jié)果進行評價，進一步明確礦山測繪中的各類信息。在無人機傾斜攝影測量技術(shù)的支持下，還能夠?qū)⒏黝悢?shù)據(jù)信息納入信息化系統(tǒng)，讓相關(guān)部門可以結(jié)合這些數(shù)據(jù)信息對露天礦山的實際情況進行準確評價，以此優(yōu)化調(diào)整露天礦山開采的方案。

6 無人機傾斜攝影測量技術(shù)在露天礦山測繪中的應(yīng)用要點

6.1 航測作業(yè)

在露天礦山測繪工作中運用無人機傾斜攝影測量技術(shù)，需要做好航測計劃﹑設(shè)備檢測﹑參數(shù)設(shè)置等前期準備工作，明確露天礦山測繪的工作該范圍，掌握礦產(chǎn)資源分布信息﹑掌握礦山的地形地貌，同時還需要明確干擾源的分布情況，便于合理對無人機航線進行規(guī)劃，保證無人機操作的準確性，結(jié)合可能會出現(xiàn)的各種緊急情況，及時采取應(yīng)急預(yù)案。在露天采場跨臺階作業(yè)高差往往超過上百米，在運用無人機技術(shù)的過程中還需要進行分層式的飛行設(shè)計，保證無人機順利運行，同時對攝影設(shè)備的分辨力進行調(diào)整。在區(qū)域劃分上，需要確保無人機航線與航測布設(shè)保持一致，在保證航線平直的基礎(chǔ)上，最大限度區(qū)分跨度，以便對待測區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全面覆蓋。

6.2 調(diào)查露天礦山周邊情況

在露天礦山開采中，必然會對區(qū)域地質(zhì)環(huán)境進行改變，加大發(fā)生地裂縫﹑地表塌陷等地質(zhì)災(zāi)害的風險。傳統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作，主要以人工實地調(diào)查為主，但是在投入大量時間﹑資金成本的情況下，調(diào)查的效率也難以得到保障。通過運用無人機傾斜攝影技術(shù)，可以滿足影像的實時生成，便于及時對礦山生產(chǎn)中的安全隱患進行排查，便于及時進行預(yù)警，有效消除礦山區(qū)域存在的不良因素，保證后續(xù)礦山開采工作安全進行，提高生產(chǎn)的安全性[6]。

6.3 露天礦山方量變化與計算

利用多期無人機進行測繪生產(chǎn)DSM﹑DOM數(shù)據(jù)信息，采用專業(yè)軟件對露天礦山的開采方量進行計算。相較于傳統(tǒng)的方量計算方法，其可以通過點間距設(shè)置更加真實地展現(xiàn)露天礦的方量變化情況，準確對礦山開采的工程量進行計算，有助于對礦山開采的成本進行預(yù)算，進一步明確礦產(chǎn)資源儲量的變化情況。

7 結(jié)語

綜上所述，在無人機技術(shù)快速發(fā)展的過程中，無人機傾斜攝影測量技術(shù)的出現(xiàn)進一步提高了我國露天礦山測繪工作的效率和質(zhì)量，可以更加精準地對露天礦山的真實影像﹑數(shù)據(jù)信息進行收集，減少傳統(tǒng)測繪工作中人力成本的投入，提高測繪工作的整體效率，為后期礦山開采工作的開展提供了有力幫助，有助于規(guī)避傳統(tǒng)測繪模式下存在的各種問題，全面提高了露天礦山測繪工作的效率與質(zhì)量。對此，在后期工作中還需進一步對無人機傾斜攝影測量技術(shù)的潛質(zhì)進行挖掘，加大對該技術(shù)的研發(fā)﹑應(yīng)用和推廣力度，加快建模軟件的開發(fā)與使用，結(jié)合礦山測繪工作的開展現(xiàn)場，加強對技術(shù)人員的培訓(xùn)，以便提高各部門操作無人機的水平，推動露天礦山測繪工作向自動化﹑智能化的方向發(fā)展。