無(wú)人機(jī)航測(cè)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用探究

韓雪

摘要：礦山測(cè)量作為礦山開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)性工作，關(guān)系著后期礦山利用的科學(xué)性、合理性與安全性，因此，做好礦山測(cè)量工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)階段的傳統(tǒng)測(cè)繪存在效率低、誤差大等弊端，難以滿足當(dāng)前礦山測(cè)繪的需求。無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)作為一種新型的測(cè)量技術(shù)，憑借其高精度、高效率、低成本、高適應(yīng)性的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于社會(huì)各領(lǐng)域的測(cè)量中?；诖?，文章圍繞無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)應(yīng)用在礦山測(cè)量中的應(yīng)用方法相關(guān)方面進(jìn)行闡述，以期能為相關(guān)工作實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù);礦山測(cè)量;應(yīng)用

1引言

就現(xiàn)階段而言，無(wú)人機(jī)技術(shù)在我國(guó)發(fā)展迅猛，無(wú)人機(jī)的推廣、應(yīng)用已十分廣泛，如攝像、攝影、快遞配送等領(lǐng)域已經(jīng)切實(shí)、有效地應(yīng)用了無(wú)人機(jī)，并為人們的生活工作提供了極大便利。而針對(duì)于礦山環(huán)境的復(fù)雜狀況，積極引入無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)，對(duì)于簡(jiǎn)化工作程序、提高測(cè)量精度具有重要實(shí)際價(jià)值，且能夠從根本上控制測(cè)量工作的成本，為礦山企業(yè)的創(chuàng)新升級(jí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，因此礦山企業(yè)需要在實(shí)踐中加以研究，從而充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

2無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)概述分析

2.1?無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)內(nèi)容

無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)礦山的位置、地形、資源及其利用情況等多方面進(jìn)行實(shí)施勘查和測(cè)量，從而獲得相關(guān)數(shù)據(jù)信息。其重要意義在于能夠全面掌握礦山資源的基本信息與利用狀況，從而實(shí)現(xiàn)礦山資源的合理配置。但傳統(tǒng)的礦山測(cè)繪技術(shù)效率低下，測(cè)量精度不高，已不能滿足當(dāng)前礦山測(cè)繪的需求。近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)航測(cè)應(yīng)用而生，無(wú)人機(jī)航測(cè)以無(wú)人飛行器為載體，主要通過(guò)利用影像處理、遙感傳感、遙測(cè)遙控、無(wú)人機(jī)操控、數(shù)據(jù)通信及GPS定位等新興技術(shù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化、專業(yè)化發(fā)展，能夠快速獲取礦山資源、自然環(huán)境、地震災(zāi)區(qū)等信息。

2.2無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的特征

2.2.1?影像數(shù)據(jù)分辨率高

與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)航測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)低空飛行，其所配影像設(shè)備為高分辨率傳感器，所獲影像數(shù)據(jù)分辨率高，可精確至厘米級(jí)。并且其機(jī)動(dòng)性較強(qiáng)，較易對(duì)區(qū)域進(jìn)行反復(fù)測(cè)繪，從而有效確保收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高影像數(shù)據(jù)的分辨率，能夠直觀反映礦山的真實(shí)面貌。

2.2.2?測(cè)量數(shù)據(jù)獲取效率高

傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的數(shù)據(jù)獲取周期較長(zhǎng)，且需要進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，因此，測(cè)量效率極低。同時(shí)應(yīng)用傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)需要進(jìn)行較多的事前準(zhǔn)備工作，測(cè)繪過(guò)程較為煩瑣。而無(wú)人機(jī)測(cè)繪則可以免除許多事前準(zhǔn)備、協(xié)調(diào)工作，不需要等待特殊的空域申請(qǐng)，只要設(shè)備允許，可以立即起航測(cè)繪，并同步獲得測(cè)繪數(shù)據(jù)，測(cè)繪效率較高，且可以適用于環(huán)境較為惡劣的地區(qū)。

2.2.3?經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性較強(qiáng)

與人工測(cè)繪相比，無(wú)人機(jī)航測(cè)能夠充分減少工作人員的工作量，規(guī)避危險(xiǎn)的工作環(huán)境，提高礦山測(cè)繪的效率。而且無(wú)人機(jī)航測(cè)的成本較低，適合大范圍推廣。因此，無(wú)人機(jī)航測(cè)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性較為突出。

2.3無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的工作原理

無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)是無(wú)人機(jī)技術(shù)的重要組成部分，能夠?qū)崿F(xiàn)高空作業(yè)、攝影成像、遙控、微波傳輸及計(jì)算機(jī)影像處理等多樣化功能，進(jìn)一步拓展了原始測(cè)量技術(shù)的空間，使得測(cè)量工作的效率得以大大提高。其工作原理主要是現(xiàn)代化的無(wú)人機(jī)設(shè)備，通過(guò)無(wú)人機(jī)的高空作業(yè)，利用其配置的攝影設(shè)備對(duì)于需要測(cè)量的對(duì)象進(jìn)行捕捉，測(cè)量者通過(guò)操縱設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控。尤其是破解了復(fù)雜環(huán)境的測(cè)量困難。在完成影響捕捉的基礎(chǔ)上，基于各類軟件對(duì)于收集到的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)影響進(jìn)行高精度的后期制作，并借助各類比例尺加以完善，確保了測(cè)量結(jié)果的指導(dǎo)價(jià)值。通常情況下，1：1000、1：2000及1：5000是無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)較為常用的三種比例尺，而選擇需要依照具體的測(cè)量狀況及實(shí)際需求加以確定。

3無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在礦山測(cè)量中的具體應(yīng)用分析

3.1?像控點(diǎn)布設(shè)與相機(jī)檢校

在實(shí)際礦山測(cè)量中，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用要確定無(wú)人機(jī)的拍攝位置是十分重要的。只有科學(xué)、合理地布設(shè)像控點(diǎn)，才能確保獲得理想的圖像和數(shù)據(jù)，否則可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)繪的質(zhì)量大幅度降低，且浪費(fèi)時(shí)間、浪費(fèi)資源。

3.2無(wú)人機(jī)攝影

在像控點(diǎn)布設(shè)與相機(jī)檢校工作完成之后，進(jìn)行實(shí)際的無(wú)人機(jī)攝影，需要更加嚴(yán)格、科學(xué)、認(rèn)真地做好相關(guān)工作。在實(shí)際工作中，需要通過(guò)定位技術(shù)、遙控技術(shù)或自動(dòng)化技術(shù)，控制無(wú)人機(jī)飛行，在像控點(diǎn)位置對(duì)待測(cè)礦山進(jìn)行反復(fù)多次的拍攝試驗(yàn)，根據(jù)每次的成像清晰度調(diào)整相機(jī)的參數(shù)，直到獲取的影像呈現(xiàn)出最高的清晰度為止。

3.3?正射影像圖制作

正射影像圖的制作，是真正獲取無(wú)人機(jī)拍攝視頻圖像的環(huán)節(jié)之一，在實(shí)際工作中，使用無(wú)人機(jī)拍攝完畢后，采用計(jì)算機(jī)軟件制作正射影像圖，通過(guò)對(duì)大量的方位元素進(jìn)行分析，獲得三維點(diǎn)，然后進(jìn)一步分析航測(cè)圖像。

3.4?可視模型制作

通過(guò)對(duì)三維圖形進(jìn)行可視化處理，以真實(shí)還原礦山的影像數(shù)據(jù)，使相關(guān)人員直觀地了解拍攝到的地形，并綜合區(qū)域環(huán)境與人文環(huán)境進(jìn)一步分析，便于直觀明了地觀察地表全貌和地形分布特征。

3.5?空三加密計(jì)算

航測(cè)完成之后，通過(guò)解析方法獲得相片外方位因素以及加密點(diǎn)坐標(biāo)，校正相片數(shù)據(jù)，確?？蜃鴺?biāo)殘值的絕對(duì)值為0°。同時(shí)，對(duì)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理，確保限差無(wú)誤。加密計(jì)算時(shí)，相關(guān)人員通過(guò)自檢校的平差手段減少地球曲率及大氣折光對(duì)測(cè)量造成的誤差，最大程度上提高測(cè)量和計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.6?外業(yè)測(cè)繪與內(nèi)業(yè)測(cè)圖

在實(shí)際的無(wú)人機(jī)航測(cè)過(guò)程中，需要確定高度、寬度及方向等基本參數(shù)，使無(wú)人機(jī)測(cè)量的數(shù)據(jù)較為精確。采用專業(yè)的方法準(zhǔn)確計(jì)算測(cè)圖的高程、平面坐標(biāo)等，如空中三角測(cè)量方法。如果測(cè)圖可能存在較大誤差，則需要再次進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。

4結(jié)語(yǔ)

總而言之，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)作為現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)之一，對(duì)于環(huán)境復(fù)雜、精度要求高、體量龐大的礦產(chǎn)測(cè)量而言，具有較高的重要價(jià)值，充分體現(xiàn)了礦山測(cè)量的重要發(fā)展方向。

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（作者單位：黑龍江省第一地質(zhì)勘查院）