基于礦山測(cè)繪中的無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究

朱大康

（核工業(yè)二0三研究所，陜西 咸陽(yáng) 712000）

一直以來(lái)礦山資源都是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支撐要想保障資源的合理應(yīng)用，安全開(kāi)采礦山測(cè)繪有效開(kāi)展是很重要的。新興科技手段結(jié)合了測(cè)繪技術(shù)，其中，發(fā)揮巨大效用的無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先。目前無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)發(fā)展迅速，航測(cè)技術(shù)的實(shí)施不僅是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的體現(xiàn)，也是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。作為一種新型的航空技術(shù)，優(yōu)于傳統(tǒng)的人機(jī)隱藏，運(yùn)行性能，成本和設(shè)備故障率低，操作簡(jiǎn)單方便，監(jiān)控范圍廣，不易受其他因素限制，效率高，用于數(shù)據(jù)傳輸和圖像采集相對(duì)較快，使其滿足大型測(cè)繪施工的要求，屬于自動(dòng)化技術(shù)，通過(guò)遙控器可以進(jìn)行運(yùn)輸和測(cè)繪。然而，除了優(yōu)點(diǎn)之外，在應(yīng)用上也存在一些不足，如排列不規(guī)則，圖像失真大，圖像信息量大，模型切換頻繁等。

1 無(wú)人機(jī)航測(cè)原理

使用固定翼或更多的轉(zhuǎn)子作為無(wú)人機(jī)的主要載體（無(wú)人機(jī)），并選擇CNSS導(dǎo)航以及創(chuàng)新的營(yíng)銷(xiāo)板模塊，還可以進(jìn)一步加載高分辨率數(shù)碼相機(jī)，主要作用是地面和計(jì)算機(jī)軟件航拍照片處理工作相關(guān)的數(shù)據(jù)分析，從而能夠快速形成無(wú)人機(jī)航拍圖像系統(tǒng)的低分。與老載人航天器調(diào)查相比，生產(chǎn)效率得到提高。飛行成本低廉。

無(wú)人機(jī)（無(wú)人機(jī)）是一種具有動(dòng)力裝置和導(dǎo)航模塊的無(wú)人機(jī)，它通過(guò)無(wú)線電設(shè)備或計(jì)算機(jī)預(yù)設(shè)的飛行控制程序獨(dú)立控制一定范圍內(nèi)的飛行。常州市國(guó)土資源局以小體積，輕質(zhì)復(fù)合材料，新能源驅(qū)動(dòng)式測(cè)量固定翼飛機(jī)的金壇分公司為主要參考指標(biāo)，利用航空飛行高度250米以上的飛行任務(wù)，能夠有效地提升區(qū)域性國(guó)土資源管理數(shù)據(jù)的需求。

對(duì)于工作人員的安全問(wèn)題，金屬礦山測(cè)繪應(yīng)用了無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)縮短時(shí)間，獲取準(zhǔn)確的詳細(xì)數(shù)據(jù)，并了解地下的具體情況，然后做好保護(hù)工作，確保工作人員在采礦過(guò)程中的安全，提高整個(gè)工作的效率和正常運(yùn)行。針對(duì)開(kāi)采部門(mén)而言，在對(duì)金屬礦山開(kāi)采前，無(wú)人機(jī)航測(cè)各種影像數(shù)據(jù)和圖片等環(huán)境勘測(cè)和了解，把自身構(gòu)造的詳細(xì)數(shù)據(jù)收集起來(lái)開(kāi)采礦山資源。同時(shí)，政府相關(guān)的監(jiān)管部門(mén)幫助他們及時(shí)得到數(shù)據(jù)和資料，如果開(kāi)采人員造成了一定的破壞，他們可以作出措施來(lái)阻止和介入。畢竟，金屬礦屬于不存在的范疇。一旦形成損害和浪費(fèi)，不管花費(fèi)多少，都很難修復(fù)它們。因此，合理的發(fā)展是非常必要的，同時(shí)也需要繼續(xù)監(jiān)督。盡管監(jiān)督和督促相關(guān)部門(mén)也采取了一定的政策措施，但現(xiàn)實(shí)生活中的開(kāi)采現(xiàn)象仍然普遍，遙感影像技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)監(jiān)測(cè)一些手動(dòng)操作不能進(jìn)入的區(qū)域有效保護(hù)采礦工作。

圖1 無(wú)人機(jī)航測(cè)處理流程圖

利用獲取高分辨率正射影像數(shù)據(jù)，其處理流程圖如圖1所示，主要技術(shù)思路如下:

在空中前，根據(jù)河口范圍，全面掌握地形圖像數(shù)據(jù)的采集，了解地形，氣候條件，選擇適合無(wú)人機(jī)（無(wú)人機(jī)）登陸的領(lǐng)域，設(shè)計(jì)導(dǎo)航精度要求高的重疊度等空中指標(biāo)做為實(shí)施。

2 礦山測(cè)繪中的應(yīng)用

在無(wú)人機(jī)航測(cè)過(guò)程中，通常以當(dāng)前區(qū)域的地圖圖像作為空中測(cè)量的參考，并設(shè)置坐標(biāo)方向和航跡。確保無(wú)人機(jī)可以在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中重疊三度。首先，在礦區(qū)內(nèi)選擇測(cè)繪地區(qū)，采用橫向和縱向交叉布局。根據(jù)預(yù)先設(shè)置的自動(dòng)航測(cè)和飛行情況，操作員應(yīng)時(shí)刻關(guān)注電源狀況，并在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)更換電池運(yùn)行，以確保順利運(yùn)行。

內(nèi)部布點(diǎn)由地面控制外業(yè)人員野外刺點(diǎn)，測(cè)繪圖的是按照《1:500,1:1000,1:2000地形圖航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范》中要求的區(qū)域網(wǎng)點(diǎn)布設(shè)的。操作中根據(jù)礦山區(qū)域的地形地貌保證地面區(qū)域死角。

表1 主要性能參數(shù)

信息表1中航高到4000m后要規(guī)避空中因高寒缺氧空氣稀薄等自然條件引起的停車(chē)風(fēng)險(xiǎn)，還有在飛機(jī)降落減震航飛前要對(duì)無(wú)人機(jī)平臺(tái)的發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳、起落架進(jìn)行精心的選配改造，才能安全飛行。

首先，機(jī)身部分是發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)加熱除冰的模型，從而保證了整架飛機(jī)的安全飛行;其次，從轉(zhuǎn)速，位移，動(dòng)力，防塵密封等方面來(lái)說(shuō)，它適用于高海拔，高海拔地區(qū)。高原型發(fā)動(dòng)機(jī)在高空作業(yè)時(shí)，最大限度地減少了停在空中的可能性;第三，用定制的大尺寸螺旋槳替換原來(lái)的螺旋槳以增加動(dòng)力;第四，將其轉(zhuǎn)化為依靠左右伸縮減少地震起落架。

3 結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)低空數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量具有高機(jī)動(dòng)分辨率，高集成度和低成本的特點(diǎn)。它可以很容易地用于創(chuàng)建區(qū)域性DOM數(shù)據(jù)，使得可以快速獲取地理信息的空間特征，如土地，資源和環(huán)境。它已成為獲取地理信息空間數(shù)據(jù)的重要技術(shù)手段之一。在對(duì)露天礦地質(zhì)環(huán)境管理和恢復(fù)項(xiàng)目的地形圖進(jìn)行勘測(cè)時(shí)，使用無(wú)人測(cè)量技術(shù)來(lái)測(cè)量1：1000的地形圖。希望本文的研究能夠提供一些理論依據(jù)。