無人機(jī)遙感技術(shù)在現(xiàn)代礦山測(cè)量中的應(yīng)用探討

肖軍輝，伍麗萍

（江西省煤田地質(zhì)局測(cè)繪大隊(duì)，江西 南昌 330001）

在現(xiàn)代礦山測(cè)量中在現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)體系中的一種，具有經(jīng)濟(jì)適用性好、測(cè)繪效率高、測(cè)繪數(shù)據(jù)時(shí)效性強(qiáng)且準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代礦山測(cè)量中得到了廣泛應(yīng)用。在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，無人機(jī)遙感技術(shù)的核心技術(shù)不斷革新，攝影角度更加豐富，通過無人機(jī)三維傾斜攝影技術(shù)，測(cè)繪人員可獲取垂直及傾斜等多個(gè)方位的地標(biāo)物影像，自動(dòng)生成三維地理信息模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)于地標(biāo)物的立體監(jiān)測(cè)，應(yīng)用于礦山測(cè)量中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)于礦區(qū)地形地籍變化的動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)，進(jìn)行采場(chǎng)與排土場(chǎng)尾礦測(cè)繪驗(yàn)收、月工程量的測(cè)量驗(yàn)收等，為礦區(qū)建設(shè)及作業(yè)決策提供信息支持[1]。

1 無人機(jī)遙感技術(shù)概述

無人機(jī)（unmanned aerial vehicle,UAV），即無人駕駛飛機(jī)，通常是利用無線電遙控設(shè)備及加載好的程序控制裝置來操縱，或者是由車載計(jì)算機(jī)完全或半自主操控，具有輕便靈活、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)[2]。從系統(tǒng)框架上來說，無人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)主要由無人機(jī)飛行平臺(tái)、具有飛行控制和任務(wù)設(shè)備管理功能的飛行控制系統(tǒng)、攝影傳感器、地面控制系統(tǒng)組成（見下圖1）。一般情況下，人們會(huì)選用固定翼無人機(jī)，以及EOS 5DMarkⅡ攝影傳感器。

在現(xiàn)代礦山測(cè)量中，應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)建設(shè)的全過程監(jiān)控，通過垂直及傾斜等多個(gè)角度采集遙感影像，可全面直觀地反映出地標(biāo)物周邊的真實(shí)情況。具體的技術(shù)應(yīng)用流程為：①需求調(diào)研階段。明確礦山測(cè)量目標(biāo)區(qū)域，適當(dāng)外擴(kuò)后作為無人機(jī)航拍區(qū)域，確定DOM分辨率及三維模型分辨率；②航線設(shè)計(jì)階段。確定航拍范圍后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，獲取測(cè)區(qū)的地質(zhì)、氣候信息，制定航測(cè)計(jì)劃，導(dǎo)入無人機(jī)控制軟件，設(shè)置航高、帶寬、重疊度、地面分辨率等參數(shù)，規(guī)劃航線并錄入到飛行控制系統(tǒng)中；③外業(yè)航拍階段。記錄無人機(jī)航行參數(shù)，包括高度、速度、方向、坐標(biāo)等，結(jié)合GPS技術(shù)，嵌入地理信息及影像信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，并通過額外操控?zé)o人機(jī)補(bǔ)拍的方式補(bǔ)充信息；④內(nèi)業(yè)處理階段。應(yīng)用技術(shù)相關(guān)軟件Arcgis、inpho、smart3D等對(duì)所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取數(shù)字正射影響及三維立體模型；⑤成果質(zhì)量評(píng)定。對(duì)數(shù)據(jù)精度以及圖面的拼接拉伸痕跡進(jìn)行檢查，若符合要求則說明項(xiàng)目質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

圖1 無人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)組成

2 無人機(jī)遙感技術(shù)在現(xiàn)代礦山測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 推動(dòng)數(shù)字化礦山建設(shè)

隨著礦山生產(chǎn)建設(shè)目標(biāo)的變化，構(gòu)建數(shù)字化礦山，推動(dòng)礦山信息化管理進(jìn)程，成為現(xiàn)階段礦山管理的目標(biāo)之一。礦山測(cè)量是這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)手段，但若采用傳統(tǒng)測(cè)繪手段，數(shù)據(jù)獲取速度慢且不夠全面，無法滿足數(shù)字化礦山建設(shè)需求。無人機(jī)適用于偏僻山區(qū)的測(cè)量作業(yè)，而且測(cè)繪效率高，可即時(shí)獲取礦區(qū)精準(zhǔn)的地形地籍信息，以及礦產(chǎn)開采信息，為數(shù)字化礦山建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持。

2.2 礦山環(huán)境治理及恢復(fù)監(jiān)測(cè)

在生態(tài)環(huán)保理念號(hào)召下，構(gòu)建綠色礦山，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，是現(xiàn)階段礦山建設(shè)的主要發(fā)展方向。在這一行業(yè)形勢(shì)下，加強(qiáng)礦山環(huán)境治理，促進(jìn)礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)，至關(guān)重要。不過，這一工作的實(shí)施受到技術(shù)手段的限制，根據(jù)工作需求，管理者引進(jìn)了無人機(jī)遙感技術(shù)，通過無人機(jī)搭載多種傳感器,獲取了雷達(dá) 、真彩色、多光譜等多種礦區(qū)遙感數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)經(jīng)相關(guān)軟件處理后，進(jìn)行定性或定量分析，可獲取準(zhǔn)確即時(shí)的信息，明確現(xiàn)階段礦山環(huán)境治理及恢復(fù)現(xiàn)狀，準(zhǔn)確評(píng)估綠色礦山建設(shè)成果。

2.3 監(jiān)測(cè)礦產(chǎn)資源保護(hù)與利用情況

由于礦產(chǎn)資源的不可再生性，這些資源變得越來越稀缺，加強(qiáng)礦山管理與開發(fā)，提高礦產(chǎn)資源的利用率，也變得愈加重要。

我國礦產(chǎn)開采技術(shù)相對(duì)落后，且技術(shù)進(jìn)步較慢，在開采過程中普遍存在開采方式不規(guī)范、缺乏開采規(guī)劃等問題，造成了大量礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)，而且，受到利益驅(qū)使，還存在不少無證開采的礦產(chǎn)企業(yè)，影響了我國礦產(chǎn)行業(yè)秩序。針對(duì)這種情況，政府可以采用無人機(jī)遙感技術(shù)等高新科技，對(duì)各地礦產(chǎn)開采情況進(jìn)行空中監(jiān)視，取得企業(yè)亂采 、亂挖礦山的證據(jù)，嚴(yán)懲違法違章開采礦產(chǎn)分子。

3 結(jié)語

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)于各類礦產(chǎn)的需求量在不斷增長(zhǎng)，在此情況下，礦山開采工作效率隨之不斷提升，為了優(yōu)化礦區(qū)布局，加強(qiáng)礦產(chǎn)開采過程的控制，企業(yè)應(yīng)合理利用無人機(jī)遙感技術(shù)等現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)，做好礦山測(cè)量工作，獲取準(zhǔn)確的地質(zhì)勘測(cè)信息，為礦山建設(shè)及開采提供信息支持[3]。礦區(qū)占地面積較大，地形復(fù)雜多變，采用傳統(tǒng)測(cè)量手段，工作量大，工作效率低，且數(shù)據(jù)精度及作業(yè)安全得不到有效保障。無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用，充分地滿足了現(xiàn)代礦山測(cè)量的需求，實(shí)現(xiàn)了礦山測(cè)量的自動(dòng)化、智能化，大大提升了測(cè)量工作的效率及質(zhì)量，在實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。