礦山儲量動態監測中無人機攝影測量技術的應用研究

唐 劍

（湖南省地質礦產勘查開發局四0二隊，湖南 長沙 410000）

在我國，礦產資源是經濟發展的重要組成部分，為經濟發展奠定基礎，人們對礦產資源進行開發和利用，對于我國經濟的發展起到促進作用。國家對資源進行有效開發和管理，逐漸成為礦產相關部門的重要職責。無人機攝影測量技術，能夠靈活便捷的對礦山儲量動態變化情況進行監測，因此該技術被廣泛應用于礦山檢測中。無人機攝影測量技術，可以快速準確的找到礦區儲量變化情況，這就為相關部門對礦藏的開采提供有利依據，還能夠在一定程度上避免礦產資源被浪費。

1 無人機攝影測量技術的項目意義

大部分礦山所在位置均向度偏僻，礦山所處地區的地形向度復雜，自然條件也相對惡劣。針對采礦工作，如果使用傳統的監測方式，難以獲取預期效果，同時還會花費較多的人力物力、財力等。對無人機攝影測量技術進行應用，能夠直接在空中對礦山進行監測，從而可以最大程度的降低抵地形復雜程度對監測所帶來的影響，同時還能夠進一步減少監測難度。此外，無人機所飛行的航高，通常在1000m以內，在無人機上還攜帶者高分辨率的數碼相機，通過該數碼相機，可以形成不同形式的圖像[1]。對無人機進行使用，對于起落場地要求不高。只要當時天氣情況良好，便可以對想要了解的數據進行有效采集。和其他數據采集方式進行對比，采用無人機攝影技術對數據進行采集，具有較高性價比，具有較高的經濟性，適合對其進行廣泛推廣。

2 礦山儲量動態監測中無人機攝影測量技術的應用

2.1 無人機數據的獲取和處理

（1）航攝方案。采用無人機進行數據獲取過程種，使用的是較差航線的航拍，借助相機進行拍攝，其原片保持在航帶內具有80%的重疊。不同航帶之間，存在60%的重疊，其中可以獲取真彩色的像片，分辨率為0.06[2]。

（2）控制測量。在開展具體測量過程中，所控制地點的直徑為1m，相應測量區域的中間位置和四周，可以設置5個控制地點，通過這種方式能夠降低具體的測量難度。

（3）空三加密。采用光束法，可以才空中實現三角測量，此后借助外業進行對結果進行有效控制，然后再借助內業針對定向點中的高程值、平面坐標做出進一步解算。

（4）生成DEM和DOM。人們使用空三加密方式，結合空三加密的成果，形成一種三維形式對點云文件，此后結合點云文件所形成的攝區位1:1000的DEM。此后使用外方位元素和DEM，對相應數字實施微分的糾正，從而獲得DOM。

2.2 無人機數據礦山動用儲量監測

（1）礦坑底面確定。人們對礦坑底進行開采之前，礦坑的原始狀態屬于一種自然地貌，可以將這些礦坑當成是一些相似的平面[3]。在對這些平面進行具體的計算時，架設在兩個礦坑的上面，存在礦坑邊緣測量的高程點均值。

（2）確定礦坑底面。對無人機進行應用過程中，利用其生成的DEM，針對礦產監測的下底面進行確定。此后應用儲量進行計算，用戶可以應用ArGIS Desktop柵格代數運算器進行計算，利用上底面減去下底面，進而獲得有效差值。針對差直面中的不同參數，做出相應統計[4]。

2.3 地質測量

先采用資源評估方式，其公式為Q=S×H，該公式中，Q代表的是資源儲量，其單位為立方米。S指的是采坑面積，單位為平方米。H是平均采深，單位為米。其次是對資源儲量估算參數進行明確，其中采坑的具體面積是借助1:1000的資源儲量對圖中獲得的內容進行評估。而平均采深則是借助不同測量點的采坑頂和底之間的差值。

圖1 無人機攝影技術拍攝圖分析

3 無人機攝影測量技術礦山儲量動態測量可行性

（1）精度分析。對傳統測量方式進行具體應有過程中，確定的是真值，而偏差值所使用的是傳統測量結果，是將無人機攝影測量結果減去后獲得的。以某礦場A和B為例，對無人機攝影測量技術應用可行性進行測定，兩個礦區之間檢測相對誤差在10%以內，其中B礦中使用無人機攝影檢測技術，所得誤差在1%以下，同時還看到A區的礦坑中存在校對堆積，對比傳統測量方式和無人機測量方式，得出無人機測量結果更加精確。

（2）效率統計。對無人機進行使用，具體測量過程中，需布置5個像素點，然后對高分辨率的相機進行應用，一共拍攝200多張原始照片，同時還制定了相應的DOM和DEM，使用時間為16個小時。對傳統測量方式進行應用，所需測定時間為42小時[5]。由此可見，對無人機攝影測量方式進行應用，應用效率高于傳統礦山測量方式。具體檢測過程中，能夠有效減少測量難度，從而減少地形對其的影響。

（3）案例分析。以某礦山為例，其使用一架小型固定翼無人機——SenseFly，該無人機的測量范圍為450公頃，面積較廣，相當于750個足球場的面積。該無人機在4h內，便可以對這片區域完成測量。測量結果為“正射影像圖”其中有較為豐富的礦場庫存、裸露表面采石場的相關信息。該礦山出產有九種不同類型的礦石，但是沒有分開儲存空間。采用無人機攝像，生成一定的三維模型，從而對庫存進行區分，最終保障能夠模擬出正確種類的工廠三維模型。

4 結語

在礦山動態監測中，使用無人機攝影技術，能夠比較精確的了解礦山的整體實施情況，針對礦山綜合使用區域和相應的地理空間分布情況均能有實現準確評估，直觀了解到礦山儲量動態變化情況。對無人機攝影檢測技術進行應用，在礦山儲量動態變化存在較高的可行性。同時，無人機所獲得的數據，經過空三加密之后，使用較少控制點之后，能夠獲取相對準確的數據。