淺談無人機航測技術在礦山測繪作業中的運用

熊 一，王 琳，羅 莎

（1.江西省地理國情監測遙感院，江西 南昌 330000；2.江西省基礎測繪院，江西 南昌 330000；3.江西省基礎地理信息中心，江西 南昌 330000）

1 現階段無人機航測概述

隨著現代社會的快速發展，傳統信息技術的標準要求已不能滿足社會發展的需要。在這種背景下，無人機航空攝影技術得到應用，無人機航空攝影系統是以無人機為平臺，攜帶小型圖像傳感器，利用衛星導航技術和通信技術實現低空飛行的系統。這種技術是多種現代化手段的結合是一種新型遙感技術，具有應用廣泛、高效、省時、勞動成本低的優點。應用范圍是中等規模的測繪，具有智能化程度高、自動化程度高、專業標準高的特點，已在許多建設項目中應用于地理信息的測繪工作[1]。具體優勢表現如下：

（1）監測效率極高。在緊急情況下，無人機航空攝影可以在很寬的范圍內對監控區域進行監控，并快速生成圖像數據。對于一架無人機，其每周監測能力可達2100平方公里，大大提高了監測效率[2]。

（2）收集數據信息精準。無人機航測技術可以探測人機航測的不可到達區域。因此，無人機航測技術獲得的數據往往非常準確，有利于礦井的開放。混凝土施工方案的制定。

（3）處理效率高。與高分辨率衛星圖像相比，無人機航拍圖像分辨率更高，可以在10cm～50cm范圍內。同時，無人機航空攝影數據采集速度更快，效率更高。

（4）作業周期短。飛行高度決定著飛行周期，通常飛行高度控制在1000m以下，這個高度對空域要求較低，因此不需要應用空域，這大大提高了工作效率，減少了工作阻礙，從而有助于縮短操作周期。

2 礦山測繪中無人機航測發揮的作用

目前，我國經濟發展水平迅速提高，對各種資源的需求不斷增加，礦山開發也在不斷增加。無人機航測的應用范圍因其自身的優勢和科學技術的發展而不斷擴大。因此，無人機航測技術在礦山測繪中的應用需要加強對該技術的管理，保證測繪數據的準確性。由于礦山測繪的數據要求，在航測區應設置大量地面控制點，以獲得全面準確的數據。無人機測繪系統作為現代測繪設備系統的重要組成部分，不僅在測繪應急保障服務中發揮著重要作用，而且在測繪的應急救援系統中發揮著重要作用。因此，無人機航測在礦山測量中的應用具有以下功能。

（1）加強礦山環境整治的重要措施。開采后，周圍環境遭到破壞，周圍環境得到修復，不影響礦山的順利發展。然而，礦山的地理位置和地理環境都很差，因此很難得到基本的地理環境信息。低空飛行無人機技術的選擇，可以在短時間內獲取大量的數據，如彩色數據、多光譜遙感數據、處理數據等，為礦山定量和定性分析提供依據。

（2）為數據礦山建設提供依據。當信息管理系統開始運行時，需要大量的遙感圖像、數字模型和地形圖。這些數據是通過使用無人機在低空飛行模式收集的。在數據采集中，可以克服礦區的偏遠山區，地勢惡劣的問題，給數字礦山數據做好鋪墊。

（3）礦山資源保護和利用。礦產資源是有限的資源，是不可再生的。合理利用資源，走可持續發展之路。雖然目前中國政府也開始采取調控措施，但在一些地方仍然存在一些分散和挖掘現象。在這方面，政府部門應該使用無監督礦區的無人機技術測繪實現空氣監測以確保在我國礦產資源的合理利用。

3 礦山測量實施無人機航測技術及應用

3.1 工藝流程

①通過無人機航空攝影獲取原始數據，進行基本控制測量和圖像控制點測量。②通過空三加密，自動獲取圖像點的坐標，并利用區域網絡的調整來確定圖像的加密點和外部方向元素的空間位置。③利用空三加密的結果，包括數字正射影像圖、數字高程模型和數字線繪制，制作了“3D”產品。數字線圖是通過內部工業立體模型采集的地形圖數據，并結合外部工業的數據形成最終的數字線圖。

3.2 無人機航空攝影

利用無人機航空攝影系統，測繪的比例尺為1：1000，根據工程規劃設計需要地形圖的比例和精度。根據大比例尺航測的特點，考慮了地形條件、測繪方法和航空攝影領域儀器的性能。經檢驗，大部分照片的傾斜角度小于4.5°，8°以上的膠片僅占總數的1.3%。圖像均勻清晰，顏色飽和。沒有云和劃痕。

3.3 像控點測量

圖像點的布局有兩種方法，一種是在四個GPS控制點上建立地標，二是利用航空照片拍攝點。在無人機航空攝影系統航攝當天，在四個GPS控制點上設置9個標點。在航向不超過6～7的圖像時，與相鄰的兩個控制點在一邊到另一邊。間隔不超過3條路線，共設置209個控制點。

3.4 空三加密

由于無人機是一種非測量攝像機，必須在進行三次加密之前對原始圖像進行校正，然后進行自由網絡調整。在自由網平差過程中，通過選取粗差和精匹配來調整同名像點的精度，同名像點誤差小于半像素值。同時，對被測區域中同名圖像點的分布進行檢查，同名分布均勻分布，并在非連接區域手動添加連接點，以保證模型之間有足夠的連接。最后，對該區域進行了區域網絡調整。

3.5 DOM、DEM生成制作

利用像素工廠PixelFactory制作彩色正射影像圖，該系統產生預空三結果的立體模型，并輸出若干塊形狀的數字正射影像，以調整這些海量圖像（以確保后期的DOM圖像）。均勻，沒有大的色差，和像素工廠是相同的。通過DSM和DEM自動生成拼接線。利用DEM對原始圖像進行校正，利用DEM對整個測量區域的正射影像進行無縫和無損變形。圖像快速瀏覽時，整個拼接圖像自動著色，可以完成DEM、DEM的制作，然后根據圖像尺寸的標準要求進行裁剪、裁剪和繪制。在映射區域中，檢測秘密點，單點檢測較差，計算中值誤差。所生成的DOM的精度是否滿足要求。

4 結語

總之，隨著當前科學技術的發展，無人機技術的不斷創新發展，不僅推動著測量測繪科技的創新發展，同時也對于提升測繪保障服務能力方面起著重要作用，加之其自身的一些獨特優勢，使得該技術在礦山測繪中越來越發揮著重要的作用，因此，在未來的研發過程中還要進一步的創新無人機航測技術，進而更好的為測繪事業做貢獻。

[1]張祖勛，張劍清.數字攝影測量學.武漢大學出版社，2012.

[2]薛阿亮.無人機航測技術的應用與實踐[J].陜西煤炭,2013,06：70-72.