探究無人機(jī)航測(cè)在礦山測(cè)繪中的運(yùn)用

李傳兵

摘 要：測(cè)量技術(shù)在我國(guó)的項(xiàng)目建設(shè)中具有重要作用，礦山測(cè)繪工作是礦產(chǎn)開發(fā)中非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過測(cè)繪的成果能夠?yàn)閷?shí)際工作帶來準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考。隨著科技水平的提高，人們的生活與工作都在向著智能化的方向發(fā)展。無人機(jī)航測(cè)技術(shù)是現(xiàn)代化礦山測(cè)繪中一種全新的技術(shù)手段。下面主要對(duì)無人機(jī)航測(cè)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行分析與探討。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)航測(cè)；礦山測(cè)繪；無人機(jī)；運(yùn)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.129

0 引言

目前，我國(guó)的無人機(jī)遙感技術(shù)發(fā)展迅速，在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的實(shí)施，不僅是現(xiàn)代化科技進(jìn)步的重要體現(xiàn)，還是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。作為一種新型的航測(cè)技術(shù)，與傳統(tǒng)的人機(jī)航測(cè)相比具有更好的隱蔽性、操作性，成本相對(duì)較低，設(shè)備故障率低，操作簡(jiǎn)單便捷，監(jiān)控區(qū)域廣闊不容易受到其他因素的限制，工作效率高，對(duì)于數(shù)據(jù)的傳輸和影像獲取較為快捷，能夠滿足現(xiàn)代化建設(shè)中對(duì)于大比例尺成圖的要求，由于屬于自動(dòng)化技術(shù)，通過遙控就可以進(jìn)行運(yùn)輸和測(cè)繪。但是在使用中，除了優(yōu)點(diǎn)也相應(yīng)的存在一些不足的地方，比如：排列不整齊、圖像變形大、影像信息多、模型切換較為頻繁等等。

1 無人機(jī)航測(cè)概述

無人機(jī)航測(cè)主要是通過以無人飛行器為載體，在其內(nèi)部安裝GNSS導(dǎo)航系統(tǒng)與IMU定姿模塊，在加上高分辨率的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，對(duì)一定范圍內(nèi)地形地貌等影像進(jìn)行記錄，通過專業(yè)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行航片數(shù)據(jù)處理，將拍攝的攝像內(nèi)容制作成具有數(shù)字信息的模型圖像，形成一種工作效率高、精準(zhǔn)度高、適合低空攝像的無人機(jī)航攝系統(tǒng)。無人機(jī)航測(cè)在運(yùn)行中，具有較強(qiáng)的自動(dòng)化操作性，能夠在低空航攝中采用GNSS定位，進(jìn)行自動(dòng)飛行，通過對(duì)飛行航線的設(shè)定實(shí)現(xiàn)智能化的操作。在后期用軟件對(duì)拍攝的影像進(jìn)行拼接，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)影像進(jìn)行處理，過程中成本融入相對(duì)較少，對(duì)于自然環(huán)境、天氣等因素要求低，空間限制小，具有很高的實(shí)時(shí)性效果。

2 無人機(jī)航測(cè)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用

2.1 航線的設(shè)計(jì)

在無人機(jī)航測(cè)過程中，通常以當(dāng)前區(qū)域的地圖影像為參考進(jìn)行航測(cè)，設(shè)定好航測(cè)的坐標(biāo)、航向、飛行航線等，確保無人機(jī)在航測(cè)的過程中能夠保證三度重疊，在航測(cè)的過程中，首先在礦區(qū)內(nèi)選擇測(cè)繪區(qū)域，采取橫縱方向交叉布置的方法。無人機(jī)按照提前設(shè)定好的航線進(jìn)行自動(dòng)航測(cè)和飛行，操作人員應(yīng)時(shí)刻關(guān)注無人機(jī)的電量情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行換電池操作，確保航測(cè)工作的順利進(jìn)行。

2.2 地面控制

在使用無人機(jī)航測(cè)進(jìn)行礦山測(cè)繪的過程中，要做好地面的控制工作，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定結(jié)合地面區(qū)域內(nèi)的具體情況進(jìn)行布設(shè)，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的工作布置過程中，根據(jù)礦山的實(shí)際情況以及地形特點(diǎn)找到相應(yīng)的野外刺點(diǎn)，確保地面區(qū)域內(nèi)不存在視角現(xiàn)象，提高無人機(jī)航測(cè)的精準(zhǔn)度，達(dá)到范圍內(nèi)覆蓋率百分百。

2.3 加密結(jié)果精度及采集精度評(píng)定分析

2.3.1 空中三角測(cè)量

無人機(jī)航測(cè)中的空中三角測(cè)量法，主要是由于數(shù)碼影像在對(duì)小面積控制點(diǎn)測(cè)量的過程中，獲取的信息含量較少，通過對(duì)礦山區(qū)域內(nèi)所有影像進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，以及外方位元素、加密點(diǎn)地面坐標(biāo)的計(jì)算。利用收集到的有效信息傳送至相關(guān)的軟件中進(jìn)行處理，通過現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)最佳的測(cè)量效果，提高測(cè)量準(zhǔn)確性。

2.3.2 成果精度分析

在航測(cè)過程中，按照相關(guān)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)以及計(jì)算出的定向點(diǎn)，了解其中的誤差與最大誤差值，確定連接點(diǎn)的誤差與最大誤差值，結(jié)合相關(guān)的測(cè)量規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于計(jì)算出來的誤差值進(jìn)行綜合分析與比較，分析無人機(jī)航測(cè)過程中的高度，對(duì)航測(cè)出來的影像結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，分析其中的有效數(shù)據(jù)，嚴(yán)格按照規(guī)定的圖測(cè)比例進(jìn)行檢測(cè)，確保航測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)。通過對(duì)結(jié)果的整體分析，注重航測(cè)技術(shù)比較適合用于小區(qū)域大比例的航測(cè)效果。

2.4 無人機(jī)航攝在數(shù)字礦山測(cè)繪中的應(yīng)用

目前我國(guó)礦山測(cè)繪中以數(shù)字礦山建設(shè)為主，通過現(xiàn)代化的測(cè)繪手段對(duì)礦山的整體情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，這樣有助于建立數(shù)字化礦山模型，為礦山開采與施工管理提供有效的技術(shù)保障，促進(jìn)礦石資源的充分利用。具體的操作步驟主要有以下幾點(diǎn)：

2.4.1 航攝像控點(diǎn)布設(shè)與數(shù)據(jù)采集

在進(jìn)行航測(cè)的過程中嚴(yán)格按照相關(guān)的操作規(guī)范進(jìn)行設(shè)置，合理布設(shè)航測(cè)攝像控制點(diǎn)，通過RTK差分定位的方式，有效對(duì)像控點(diǎn)范圍內(nèi)的立體數(shù)據(jù)與平面數(shù)據(jù)。

2.4.2 影像編輯、建模與外業(yè)調(diào)繪

無人機(jī)在航測(cè)過程中會(huì)記錄相應(yīng)的影像信息，從中導(dǎo)入內(nèi)業(yè)立體測(cè)圖軟件，能夠讓影像自動(dòng)匹配，通過數(shù)據(jù)的有效拼接，建立三維立體模型。通過對(duì)事先布置好的控制點(diǎn)進(jìn)行影像坐標(biāo)等數(shù)據(jù)的設(shè)置，確保影像配準(zhǔn)的準(zhǔn)確度，利用內(nèi)業(yè)繪制軟件進(jìn)行輪廓、邊線、坐標(biāo)等數(shù)據(jù)的設(shè)定，完成數(shù)據(jù)信息的匹配。

2.4.3 DEM、DOM數(shù)據(jù)制作

無人機(jī)航測(cè)技術(shù)通過專業(yè)的航攝軟件，能夠形成較為清晰地DEM數(shù)字模型，通過精準(zhǔn)的外觀設(shè)計(jì)與數(shù)字劃線圖數(shù)據(jù)進(jìn)行相互的融合匹配，通過導(dǎo)入正射影像模塊，經(jīng)過線畫圖操作，呈現(xiàn)出DOM正射影像的制作。同時(shí)對(duì)色調(diào)與亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保影像的清晰與數(shù)據(jù)質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)得到了很好的應(yīng)用，并且在不斷的創(chuàng)新與發(fā)展過程中，憑借其較多的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，在礦山測(cè)繪中得到了廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的礦山測(cè)繪由于地形復(fù)雜等特點(diǎn)，對(duì)于人員、設(shè)備，等都有很高的要求，無人機(jī)航測(cè)的出現(xiàn)打破這一局面，不僅節(jié)約了人工成本，還能夠提供較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，確保操作人員的生命安全。根據(jù)實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)情況，結(jié)合航測(cè)的數(shù)據(jù)域分析結(jié)果，制定切實(shí)可行的施工方案具有重要意義。

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