無人機攝影測量技術在礦產開采執法監察中的應用研究

王杰棟，俞 涵

（浙江省第二測繪院，浙江 杭州 310023）

受利益驅使，不法商人非法、越界開采礦產資源的情況在我國各地極為常見，稀土資源的非法開采便屬于其中典型，但由于傳統的監察方式存在測量周期長、難度大、無法有效打擊違法開采等不足，我國國土監察部門急需一種新型手段彌補傳統監察方式存在的不足，本文研究具備的較高現實意義可見一斑。

1 無人機攝影測量技術的應用流程及要點

（1）應用流程。礦產開采執法監察中的無人機攝影測量技術應用需要利用無人機遙感系統，通過圍繞監察區域開展的航攝，即可獲得高分辨率影像數據。在航攝前工作開始前，技術人員需要做好相關資料的收集準備工作，主要資料有監察區域的已有地形圖、氣象資料、影像數據等，航攝方案的設計也需要結合這類資料。

為保證無人機攝影測量技術的應用質量，航線敷設方法需要遵循一定原則，具體原則如下：①方向選擇。無人機外業航攝的航線一般應按東西向平行于圖廓線直線飛行，但在特殊情況下也可以沿河流境界方向飛行或做南北向飛行。②曝光點選擇。應盡量依地形起伏并結合數字高程模型逐點設計曝光點，由此方可保證曝光質量。③水域攝影。礦產開采執法監察中在一些時候也需要涉及水域攝影，因此需保證所有區域達到完整覆蓋，并盡可能避免主點落水，且攝影能夠構成體像對。④其他原則。為進一步保證航線敷設質量，像片重疊度、傾角等飛行質量參數的設計重要需要得到重視，這樣才能夠最終獲得高質量的影像數據。

（2）應用要點。為保證無人機攝影測量技術更好服務于礦產開采執法監察，以下技術應用要點也需要得到重視：①控制測量。如項目區無控制點，測量工作的開展必須圍繞野外鋪地標點的方式進行，一般情況下需要在測區的四周和中央共布置5個地標點，地標點直徑為1m，控制點的測量需使用GPS。②內業空三加密。區域網布點法屬于礦產開采執法監察無人機航攝較常采用的像控點布設方式，以光束法區域網空三加密為例，這類航測內業作業的加密點選擇必須嚴格遵循《1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖航空攝影測量內業規范》（GB/T 7930—2008），空三測量軟件的應用同樣需要得到重視，如Inpho UASmaster7.0.1。③正射影像圖制作。正射影像圖的制作需要得到空三測量軟件的支持，一般的制作流程可概括為：“建立工程→提取連接點→控制點量刺→平差和相機自檢校→生成DEM→生成正射影像→編輯修改影像局部有瑕疵地區地形→重新生成DOM”。④監測圖斑。圍繞無人機攝影影像、年度衛星影像、以及采礦權數據開展套合比對。⑤最小上圖圖斑。最小監測圖斑面積的確定需結合不同分辨率影像識別能力并同時考慮管理需要，一般需保證影像采樣間隔不大于1m，最小監測圖斑上圖面積一般為0.6畝。⑥監測圖斑邊界精度。一般情況下，相對于DOM明顯同名地物，監測圖斑界線對于其的位移需控制在采樣間隔的2倍以內，但礦山區域可適當提高該限制。⑦圖斑編號原則。應選擇區級行政轄區作為編號單元，并同時按照自上而下、自左到右的原則進行編號，具體編號需常采用“1”開始統一編號。

2 實例分析

（1）項目概況。為提升研究的實踐價值，本文選擇了某地區的X縣、W縣作為研究對象，當地國土資源局于2017年6月至9月對X縣、W縣區域開展了數次無人機航攝，使用的無人機型號為天寶UX5，巡航速度、航攝影像數據的空間分辨率分別為80km/h、0.2m。

（2）航攝情況。通過圖像拼接、內業幾何校正等數據預處理后，技術人員采用了兩種方式驗證無人機遙感影像數據精度，一種為檢查航攝像機檢定資料、影像質量、飛行質量，航向重疊度、旁向重疊度分別介于60%～70%、38%～50%區間，二者的平均值分別為66%、42．9%，均符合技術要求，并能夠建立清晰的立體模型，而在對像控點施測方法、選刺和整飾、點位精度的檢查中，可發現刺點位置、點位略圖、刺點說明一致，像控點選刺目標清晰，點位平面誤差、高程誤差最大值分別為0.04m、0.021m，精度指標因此符合技術要求；另一種通過套合精度進行分析，基于圖1所示的無人機影像數據與土地變更數據，可發現無人機遙感影像數據精度得到了更好證明。

圖1 無人機影像數據與土地變更數據

（3）執法監察情況。圖2為X縣1、2號圖斑2016年10月衛片、2017年9月航片地表植被情況，結合該圖進行分析不難發現，該區域遍布工棚和挖掘機設備，疑似存在持續開展的不規范開采跡象，圖3所示的工棚房與作業機器局部放大圖也證明了這一認知。

圖2 衛片（左）、航片（右）地表植被情況對比

圖3 工棚房與作業機器局部放大圖

3 結論

綜上所述，無人機攝影測量技術可較好服務于礦產開采執法監察，在此基礎上，本文涉及的技術應用流程、應用要點、應用實例等內容，則提供了可行性較高的無人機攝影測量技術應用路徑，而為了保證礦產開采執法監察工作的更高質量開展，具體的技術應用模式形成必須得到重視。