旋翼無人機航測在礦山測量中的應用

劉 寧

（江西省贛州市石城縣國土資源局，江西 贛州 342700）

現代化測繪技術逐漸成為當前測繪領域的新興測繪技術，在測繪領域的應用越來越廣泛，隨著無人機技術、圖像融合技術、GPS定位技術的快速發展，各類無人機航測技術在礦山測量、工程測量、水利水電工程測量等方面取得了顯著的應用成效[1]。旋翼無人機航測技術是低空無人機航測技術中的一種重要的技術手段，因其具有高時效、低成本、高精度的特點而具有優越的應用前景。基于此，本文以旋翼無人機航測技術為研究對象，講述了在礦山測量中的應用。

1 旋翼無人機航測技術的優勢分析

（1）具有高的測繪效率。隨著測繪儀器的不斷更新和現代化技術的不斷深入應用，測繪儀器逐漸由傳統的轉變為有棱鏡全站儀、無棱鏡全站儀、激光掃描儀、GPS接收機、攝影測量儀等，現代化測繪設備的快速發展有效的提高了測繪效率，不僅減少了大量的工作量，還克服了因測繪區域條件等限制而降低測繪精度的缺陷。

（2）具有更高的測繪精度。測繪成果的精度高低是判別測繪方法、儀器是否能夠滿足社會基本需求的標志，在礦山測量中，傳統的全站儀和GPS等測量的應用較為廣泛，主要是由于礦山測量可分為地表地形測量和地下工程測量兩個方面，相對地下工程測量來說，傳統的測繪方法更實用[2]。就地表地形測繪來說，傳統的測量手段受地形條件、工作量等限制，導致測量效率低，精度也較低。旋翼無人機航測技術可以有效的避免因地形地貌、陡崖等限制而獲得更高精度的測量成果，因此，逐漸被應用于礦山地表地形測量中。

（3）具有更高的社會經濟效益。在滿足測量成果精度要求的基本前提下，如何提高測量工作的社會經濟效益是礦山企業亟待解決的問題。旋翼無人機測繪技術能夠在較短的時間內獲得航空拍攝影像，進而獲得更高精度的測量成果。在使用旋翼無人機航測技術的過程中，不僅能夠完成測繪人員無法到達區域的測量任務，而且減少了大量的測繪人員外業工作量，有效的縮短了測量周期，間接的提高了測量的社會經濟效益。

（4）具有更加安全的優勢。礦山測量的工作場地一般位于深山密林、地勢陡峭的區域，傳統的測繪技術需要相關的測量人員到達每一個測量采集點，在測量過程中，為了使其測量結果具有更高的精度，必需在陡崖邊部、溝壑坑陷區域進行數據采集，使得測量人員的安全無法保障。旋翼無人機航測技術有效的避免了大量的外業作業，也也就降低了測繪人員身臨險境的頻次，顯著的提高了測繪人員的安全性。

2 旋翼無人機航測在礦山測量中的應用

圖1 旋翼無人機航測作業處理流程圖

（1）旋翼無人機航測技術的操作流程。在開展旋翼無人機航測之前，需要對測繪區域進行踏勘工作，相應的布設像控點，并采集相應像控點的三維坐標和旋翼無人機航測，獲得相應的航空攝影像片，經過空中三角測量、點云加密等處理過程，生成DSM、DOM等數據，繪制DLG地形圖（圖1）。

（2）像控點布設。像控點布設是在測繪區域踏勘的基礎上進行的，目的在于有效的提高測量成果精度，像控點的布設要按照一定的要求進行，如航向、旁向重疊度為70%。像控點的布設有著嚴格的要求，必須做到以下幾點事項：①在測量區域踏勘過程中，根據測量區域的地形地貌進行分區，對于分區之外的像控點，必需滿足像控點位于航向基線不少于1條、旁向大于100m的部位；②對于航線兩段的像控點，要求左右的偏離半徑小于半條基線的長度；③在布攝像控點時，必須選擇明顯的、無爭議的地物地貌作為像控點，可以選擇房角、地塊角等明顯的地物和地物交匯部位等；④像控點必須在航空影像中易于識別，且像控點周圍的地形地貌以變化小為佳，可以有效的提高測量精度；⑤在布設翔空點過程中，要充分考慮像控點的二次利用，一般布設在交通便利、易于保存的區域。

（3）空中三角加密處理。空中三角加密處理是提高測量精度的手段之一，在旋翼無人機航測過程獲得航空影片時，常出現地面控制點無法滿足或者局部區域較小等無法到達最終的航測要求，此時需要進行空中三角加密處理，可以有效的避免上述問題的出現[3]。空中三角加密處理是以影像外的方位元素為基礎進行的干擾因素剔除程序，在此過程中可以獲得較高的測量精度，能夠有效的改善地形地貌條件差的區域的測量結果。在完成空中三角加密處理之后，可以輸出空中三角加密測量成果，并自動生成DSM、DOM等成果。

（4）地形圖的繪制。在完成空中三角加密測量后，可以借助數據處理軟件自動生成DSM、DOM等成果，將其加載到EPS地理信息工作站中可以生成相應的垂直模型，并將房子、道路、田地、電桿等地物展繪到相應格式的數據中，并于EPS地理信息工作站中的地物相比較，對于有爭議的區域進行適當的糾正處理。將處理后的數據按照礦山實際需求進行修飾處理，最終可獲得DLG數字線劃圖。

3 結語

綜上所述，旋翼無人機航測技術因其具有高的測量精度、低的成本和高的安全優勢而具有廣闊的應用前景。本文以某礦山的測繪工作為研究對象，分析了旋翼無人機測量技術在礦山測繪中的操作流程，并簡要的講述了像控點的布設原則和注意事項，有效的提高了該技術在測量精度；空中三角加密測量是提高無人機航測質量的有效措施之一，因加強該方面的數據處理。經過測繪實踐發現，獲得的地形圖成果的平面位置誤差為4cm，高程標記點的誤差約為3cm，具有良好的測量效果。因此，旋翼無人機航測技術足以滿足現代化大比例地形測繪的基本要求，可以進行大規模的推廣使用。