無人機(jī)航測技術(shù)在礦山測繪中的應(yīng)用研究

嚴(yán)文海 鄭兆偉 程煥信 褚玉強(qiáng)

1.山東華岳勘察測繪有限公司 山東泰安 271000

2.山東省自然資源廳 山東泰安 271000

在我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中，礦產(chǎn)資源一直占據(jù)著重要的地位，為了能進(jìn)一步保證礦產(chǎn)資源開采的合理性、安全性，就必然要進(jìn)行科學(xué)有效的礦山測繪工作。但由于傳統(tǒng)測繪技術(shù)的制約，導(dǎo)致測繪工作的開展無法滿足當(dāng)前我國礦山實際的測繪需求。因此，在進(jìn)行礦山測繪的過程中，需要與現(xiàn)代化科技手段進(jìn)行有效結(jié)合。而其中無人機(jī)航測技術(shù)所具備的獨(dú)特優(yōu)勢使其在礦山測繪領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

1 無人機(jī)航測的有關(guān)概述

無人機(jī)航測技術(shù)是一種無人機(jī)遙感技術(shù)，該技術(shù)將飛行器技術(shù)、通信技術(shù)、遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)進(jìn)行了有效的結(jié)合。在實際的應(yīng)用過程中，無人機(jī)航測技術(shù)具備著較高的自動化、智能化與專業(yè)化特點(diǎn)，因此，其具備著較廣的應(yīng)用范圍與廣闊的發(fā)展空間。當(dāng)前，無人機(jī)技術(shù)在我國國土自然資源測繪領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益，使其在各個測繪工作中大展身手，得到了廣泛的推廣使用。無人機(jī)技術(shù)在測繪工作中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在對地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的采集、更新，對于地質(zhì)環(huán)境與地理空間位置的信息進(jìn)行全面的收集，從而為我國國土空間規(guī)劃工作提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持[1]。

2 無人機(jī)航測的顯著優(yōu)勢

2.1 能夠快速處理信息

在實際作業(yè)中，傳統(tǒng)測繪技術(shù)和現(xiàn)代測繪技術(shù)都需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。相比傳統(tǒng)測繪技術(shù)，無人機(jī)航測的優(yōu)勢顯著，信息處理速度較快。無人機(jī)航測技術(shù)能夠快速獲取準(zhǔn)確信息，避免手動輸入信息數(shù)據(jù)的不足，所獲取的信息數(shù)據(jù)采用統(tǒng)一的坐標(biāo)系，可以有效避免頻繁轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)，保證信息數(shù)據(jù)格式的同一性。

2.2 高效分辨影像數(shù)據(jù)

北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的全球定位系統(tǒng)，定位精度高。無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用定位技術(shù)和圖像融合技術(shù)，可以顯著提高航拍圖像的分辨率，最高可達(dá)厘米級別。無人機(jī)航測技術(shù)能夠應(yīng)用在大面積和復(fù)雜地形地貌的測量任務(wù)中，這種測量方法能夠顯著減少測繪誤差[2]。

2.3 高效采集外業(yè)數(shù)據(jù)

在礦山測繪中，無人機(jī)航測技術(shù)主要用于影像航拍，無人機(jī)航測系統(tǒng)能夠在較短的時間內(nèi)獲取很多航拍影像。傳統(tǒng)的無人機(jī)航測技術(shù)耗時較長，而在礦山測繪中，無人機(jī)航測技術(shù)能夠顯著縮短采集外業(yè)數(shù)據(jù)的時間，一般僅需3-7天，外業(yè)數(shù)據(jù)采集效率得到極大的提升。

2.4 提高經(jīng)濟(jì)效益

無人機(jī)航測技術(shù)符合社會發(fā)展的需要，具有很高的應(yīng)用價值。該技術(shù)將定位技術(shù)和圖像融合技術(shù)相結(jié)合，能夠高效地進(jìn)行測繪，相比傳統(tǒng)測繪技術(shù)，能夠有效縮短測繪周期，提高設(shè)備利用率和經(jīng)濟(jì)效益[3]。

3 無人機(jī)航測在礦山測繪中的實際作用

3.1 建設(shè)數(shù)據(jù)化礦山

在礦山測繪中，人們要合理應(yīng)用無人機(jī)航測技術(shù)，通過航測設(shè)備和遙感技術(shù)把控礦山整體特點(diǎn)，了解礦山地質(zhì)地貌。最后，利用終端設(shè)備將信息數(shù)據(jù)及時傳送給相關(guān)企業(yè)，對礦山進(jìn)行初步規(guī)劃，建設(shè)數(shù)據(jù)化礦山。

3.2 充分保護(hù)礦山資源

礦產(chǎn)資源屬于不可再生資源，所以，人們要高效地利用礦產(chǎn)資源，確保社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用于礦山測繪中，能夠有效監(jiān)測礦山區(qū)域環(huán)境狀況，避免濫采濫用，進(jìn)而保護(hù)礦山資源。

3.3 整治礦山環(huán)境

無人機(jī)航測技術(shù)在礦山測繪中具有突出的應(yīng)用優(yōu)勢，能夠促進(jìn)礦山環(huán)境整治。相比傳統(tǒng)測繪技術(shù)，無人機(jī)航測技術(shù)的測繪精度高，可以更好地反映礦山地理特征和自然環(huán)境狀況，為礦山環(huán)境整治提供信息數(shù)據(jù)支持。

4 無人機(jī)航測技術(shù)在礦山測繪中的應(yīng)用

4.1 設(shè)計航線和控制點(diǎn)

航線設(shè)計是一項基礎(chǔ)工作，其質(zhì)量直接影響無人機(jī)航測的質(zhì)量。人們要測繪礦山面積和礦山地貌，如果礦山面積較大或者礦山地形地貌復(fù)雜，就要結(jié)合實際情況，將礦山劃分為若干區(qū)域來進(jìn)行測繪。為避免無人機(jī)測繪留白，人們需要設(shè)計旁向重疊度和航向重疊度，同時注明無人機(jī)航線。地面像控點(diǎn)會影響無人機(jī)的精準(zhǔn)飛行，因此要均勻布設(shè)像控點(diǎn)。

4.2 空中三角加密處理

在礦山測繪中，無人機(jī)航測技術(shù)可以在很短的時間內(nèi)獲取大面積的航拍影像數(shù)據(jù)。但是，如果礦山地形地貌復(fù)雜，植被大面積覆蓋礦山地表，那么留白問題比較嚴(yán)重，導(dǎo)致局部區(qū)域的測量精度下降。這種區(qū)域可以采用空中三角加密的方式提高測量的精確度?？罩腥羌用芴幚碇傅氖且杂跋穹轿粸榛A(chǔ)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和預(yù)測，測量使用現(xiàn)代創(chuàng)新軟件，能夠剔除干擾因素，避免留白。

4.3 數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)處理和成果圖件輸出

在礦山測繪中，無人機(jī)航測技術(shù)能夠有效縮短外業(yè)數(shù)據(jù)采集周期，提高外業(yè)數(shù)據(jù)采集效率。無人機(jī)航拍獲取的信息多種多樣，包括地形信息、建筑物信息等，信息數(shù)據(jù)處理較難，這給無人機(jī)航測技術(shù)帶來了很大的挑戰(zhàn)[4]。影像拼接和像控點(diǎn)聯(lián)測是常用的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方式。初步處理完成后，數(shù)據(jù)會被導(dǎo)入繪圖軟件，經(jīng)過內(nèi)定向、相機(jī)畸變等處理后就能進(jìn)行采編，然后輸出成果圖件。人們要檢查地形圖，確保沒有錯誤，最后提交成果資料。

4.4 成果精度分析

成果精度分析在無人機(jī)航測技術(shù)中應(yīng)用較廣，其主要作用是比對人機(jī)航測技術(shù)和無人機(jī)航測技術(shù)的特征。成果精度分析能夠輔助礦山測繪，進(jìn)行數(shù)據(jù)比對，有效保證測繪效果。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國涌現(xiàn)出許多新興技術(shù)。當(dāng)前，我國無人機(jī)航測技術(shù)快速發(fā)展，其具有諸多顯著的優(yōu)勢。在礦山測繪中，無人機(jī)航測技術(shù)能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)測繪技術(shù)的缺陷，提升礦山測繪效率。未來，人們要大力推廣無人機(jī)航測技術(shù)，將其廣泛應(yīng)用于礦山測繪中。