旋翼無人機航測在礦山測量中的應用

趙少鋒

（華北有色工程勘察院有限公司，河北 石家莊 050024）

1 旋翼無人機航測技術概述

隨著無人機技術的不斷發展，將無人機航測技術應用在礦山測量過程中能夠有效地提高礦山測量的效率和測量質量。在無人機航測技術發展過程中，固定翼無人機航測技術已經比較成熟。但是在單個礦區測繪工作中，使用旋翼無人機能夠更好的節省測量成本，提高測繪效率，旋翼無人機可以搭載實時位置以及姿態測量設備，同時配合慣導技術，能夠對每一秒無人機所在的空間位置和測量設備的姿態情況進行精確的計算，從而保證每一幅測量圖的精確定位和計算。同時旋翼無人機具有較好的抗干擾性，能夠抵抗六級強風和暴雨天氣等，其爬上速補能達到7.5m/s左右，飛行速度可以達到15m/s。使用搭載的攝像設備能夠進行懸停拍攝，并且可以根據設定的航測路線完成自動行航攝，并且在旋翼無人機測量范圍五公里內，能夠有效地是實現拍攝數據傳輸，保證數據傳輸的及時性和有效性。因此，將旋翼無人機航測技術應用在礦山測量中能夠更好的滿足現代礦山測量的需求，提高礦山測量工作效率[1]。

2 礦山測量工作概述

礦山測量指的是礦山開采的各個階段所需要測量的所有工作。但是一般對礦山測量工作進行研究時，主要指的是地面上的礦區地形圖測繪工作、礦山界線測量以及放樣工作、礦山地圖測繪工作等。一般情況下，因為礦區都處于山區地帶，而山區的地形地貌都比較復雜，例如樹木，森林，溝壑以及坑洞等自然條件都會提高礦山測量工作的難度。并且因為森林、溝壑以及坑洞的影響，可能會導致測量工作的可達性和通視性不足。為了解決礦山測量工作中的通視性和可達性問題，測繪人員需要冒著受傷甚至生命危險到達界樁點，才能保證測量工作能夠順利進行。因此，傳統的礦山測量工作量十分大，測繪成本也比較高。而隨著現代礦山測量的需求，測量工作內容有了更大變化。傳統的測繪工作已經不能夠滿足現代礦山測量需求，因此，應用全站儀、GPSRTK技術提高測繪工作效率和質量成為當前礦山測量的主要發展趨勢。

3 旋翼無人機航測在礦山測量中的應用

3.1 對無人機航線進行設計

在使用旋翼無人機進行航測量工作時，要以礦山測量區域內的地圖影像為主要參考依據，這樣才能確保航測工作能夠順利完成。第一，必須提前設置好測量區域的坐標，無人機飛行的航線和方向等信息，才能保證旋翼無人機在進行航行測量時能夠與旁向相互重疊。第二，在無人機航測過程中，要對礦區內的測繪區域進行有效選擇。一般會使用縱向方向交叉布置的方式選擇礦區內的測繪區域。第三，在設置無人機航線和飛行方向時，必須保證設置參數的準確性和及時性，一定要根據測量需求提前設置，保證無人機可以根據提前設置好的航線和方向完成自動航測工作。與此同時，對無人機進行航測時的的電量情況要進行時刻關注，如果無人機在航測過程中出現問題，要及時更換電池或者采取其他措施解決問題，才能夠確保航測工作的順利性[2]。

3.2 重視對地面控制工作的管理

將旋翼無人機應用在礦山測量工作中，必須重視地面控制工作質量，工作人員必須根據無人機航測標準和規定，結合測量區域內的具體情況，對控點進行有效布設。在此基礎上，才能夠進行下一步的現場測定工作。在對控點進行布設的過程中，測量人員必須充分考慮礦山測量區域的具體情況，要對礦山測量區域的地形特點進全面分析，才能充分保證控點布設的準確性和合理性。只有這樣才能在最大程度上確保旋翼無人機航測獲取準確度比較高的數據信息。

3.3 對無人機航測加密結果精度以及采集精度評定與分析

在進行加密結果精度以及采集精度評定分析工作中，主要根據以下方面完成評定以及分析工作：第一，空中三角測量工作。將空中三角測量方法應用在無人機航測過程中，能夠在一定程度上提高航測結果的準確性和科學性。因為使用無人機的數碼影像測量一些較小面積的控制點時，只能或許比較少的信息量。但是在對礦山區域內獲取的航測影像進行信息提取時，必須對外方位元素以及加密點的地面坐標進行計算。但是信息提取量比較少時，可能會導致計算結果存在比較大的誤差。因此，要合理應用空中三角測量工作，要在專門的數據軟件中對收集到的信息進行有效處理。對現代化的計算機網絡技術的充分利用，可以進一步保證測量效果最佳化，保證測量結果的精準性。第二，嚴格控制測量結果分析精度。無人機在航測過程中，使用一些質量標準和計算方式對定向點進行計算。

同時，還要全面掌握計算結果的誤差和最大誤差值。在此基礎上，根據對計算結果的對比分析，才能對連接點誤差和最大誤差值進行確定。同樣，還要對計算結果整體進行分析和研究，在分析過程中要重視航測技術的應用范圍，一般情況下，航測技術在小區域大比例等測繪工作中應用效果更好。

3.4 無人機航測在數字礦山測繪中的應用

現階段，我國的礦山測量工作對數字技術的充分應用，以數字礦山為主的礦山測量建設工作成為主要發展趨勢。在數字礦山建設過程中，主要是對一些現代化的測繪手段進行有效利用，能夠保證對礦山整體情況有更加科學和準確的分析。這樣可以在最大程度上確保建立數字化礦山模型更加精準和可靠。從而為礦山開采工作以及相關的施工管理工作提供科學合理的技術參考以及數據保證，并且能夠在一定程度上提高礦山資源的綜合利用效率。將無人機航測技術應用在數礦山測繪過程中，主要包括以下環節：第一，無人機航測的攝像控點布設以及數據采集工作。在旋翼無人航測工作進行的過程中，測量人員一定要根據測量工作的操作規范對控點進行設置。要確保布設無人機航測攝像的控制點的準確性和有效性，在此基礎上，還要使用RTK差分定位方式獲取攝像控點范圍的立體數據，同時獲取準確有效的平面數據。第二，攝像編輯工作、建模工作以及外業調繪工作。在無人機航測過程中，需要對相關的以上信息進行準確及時記錄，將影像信息內導入內業立體測繪軟件可以對影像進行自動匹配。然后對數據進行有效拼接后，可以建立出直觀的三維立體模型。然后對預先布置好的控制點進行影像坐標數據設置，能夠保證影像匹配的準確度。利用內業繪制軟件對有效輪廓、邊線、坐標等數據進行準確設定。這樣可以在最短時間內完成數據信息匹配工作。第三，開展DOM數據制作。只有應用專業的航測軟件，才能夠在無人機航測過程中將航測相片進行影像糾正、融合、鑲嵌、裁切，才能確保得到有效可靠的數字正射影像圖。除此之外，還要準確調節色調和亮度，才能夠在一定程度上保證影像清晰度，進一步確保獲取數據的準確性[3]。第四，提取高程數據和勾繪地類地物，生成電子版地形圖。第五，提交成果資料。包括技術報告，數字正射影像圖（DOM），DWG格式的礦區地形圖，像控點坐標等。

4 結語

綜上所述，將旋翼無人機航測技術應用在礦山測量過程中具有獨特的優勢。特別是礦山測量工作規模相對較小時，使用旋翼無人機能夠彌補傳統測量過程中的不足，能夠提高礦山測量的通視性和可達性要求。而當礦山測量工作規模比較大時，使用固定翼無人機可以對測量區域進行更加有效準確的測量，提高測量效率。尤其是隨著高精度慣導系統以及激光設備輕型化在無人機航測技術中的應用，能夠提高無人機航測手段的多樣化，并且在很大程度上提高測繪工作的精度。這樣能夠極大的節省礦山測量過程中的人力勞動工作量，并且能夠減少人為測量操作失誤，導致數據精度不足問題。因此，要根據無人機航測技術的發展，其應用在測繪工作的各個領域能夠提升測繪工作質量。