無人機數字測量技術在礦山測繪中的應用分析

郭 平

（安徽省地質測繪技術院，安徽 合肥 230022）

這幾年以來，伴隨各類現代數字測量技術的優化改進，無人機本身的低空航攝工作系統開始正式引入到各地地形、地貌信息數據采集過程，同時具有智能化、專業化的顯著特點，在目前國土資源監察工作、自然環境綜合整治、當地數字城市建模等業務領域實現大規模應用。另外，將無人機本身的航攝系統應用于當地礦山測繪過程，能夠有利于促進基礎環境地理信息資源的不斷優化、加快當地礦山的數字化體系建設進度。

1 無人機低空航攝系統介紹

采取固定翼形式或多旋翼形式的無人飛行器設備為實施載體，結合先進的GNSS導航系統與IMU定姿工作模塊，設備搭載具有高分辨率性能的數字相機，完成拍攝地面位置的地貌影像情況，通過計算機實施航片信息數據分析處理作業，實現快速得到低空高分影像情況的無人機設備航攝系統。與其他傳統的大型載人飛行器設備航攝系統進行比較，這種系統本身具有拍攝效率高、飛行拍攝成本低等顯著優點。

從內部系統構成情況進行分析，無人機設備低空航攝系統內部實現集成GNSS導航、無線實時通訊和計算機信息數據分析處理等相關專業技術，主要包括多旋翼形式/固定翼形式無人機設備、GNSS定位系統、高分傳感器設備與內置數據分析處理模塊等4部分共同組成構成。和其他以往的傳統測繪技術比較，無人機設備數字測量技術具有下面的主要優勢。

（1）當地地理信息數據情況更新優化速度快，由于無人機設備航攝方式基本采取低空飛行形式，對當地氣象因素影響程度要求不高、飛行空域限制情況較少，信息數據采集效率的實時性充足。與其他衛星形式及常規形式的航空遙感技術進行比較，無人機設備數字測量技術能夠不容易直接受當地客觀條件的束縛，比如說當地大氣層的實時監測質量、衛星運行的旋轉周期等因素，在實際獲取地理信息數據時能夠受到的其他干擾因素比較少，真正獲取相關地理信息數據的實際周期就會減小很多。因為無人機設備屬于低空飛行模式，不需要嚴格辦理相關的各類空域部分申請手續。只要能夠通過國家規定的常規注冊，就可以實施正常飛行活動，而且無人機設備本身的機動靈活性更優秀，只要當地天氣條件良好，就能夠隨時開展測量工作，比衛星本身的實際測量工作效率更高。

（2）航攝數據成果分辨率優秀，航攝過載中能夠采取無人機設備進行攜帶諸如CCD高分數碼拍攝相機或多光譜形式傳感器等先進設施，可以為后續的實施比例尺地形圖信息數據采集工作提供充足的信息數據。因此，配備其他高質量高分辨率的信息數據采集分析設備，就可以獲取達到厘米級層次的分辨率地理影像信息數據，比其他的衛星方式及常規方式遙感技術本身的圖像分辨率更優秀，這種具有高分辨率高質量的地理測量信息數據能夠進一步滿足多種地形比例尺的測圖工作和監測工作實際需要，具有的實用性更加突出，是其他種類地理測量技術不能相比的。

（3）無人機設備自動化操作過程成本低。無人機設備低空航攝過程選取GNSS定位系統，后期處理軟件開展自動拼接各類航攝過程影像，整個內部系統維護工作與運營工作成本較低、實施實時數據影像處理分析十分便捷，和其他傳統測繪方式相比，根本不必耗費大量人力與設備方面的經濟投入。

2 無人機設備數字測量技術的發展前景

目前我國各地社會經濟的發展速度十分迅猛，因此需要開發利用更多的當地自然資源，當地自然資源的開發利用工作作為國家層面的重點推進工作，而諸如煤炭資源、石油資源等當地不可再生自然資源的監管工作更是國家工作里面的核心部分。這幾年以來，我國各地煤炭資源的開采量逐年不斷增加，部分違規實施開采的問題曹操我國各地的煤炭自然資源儲量情況進一步減少。同時，因為礦山的實際開采過程里面，往往對當地周邊自然環境導致一定的負面影響。諸如煤炭等自然礦產資源屬于非可再生的自然資源，在實際利用與開發過程中，必須提升相關的執法監督工作力度，禁止出現非法開采礦山、過度開發礦山等違法行為，防止當地自然資源出現損害與浪費問題。但是當地礦山內部的開采區域基本位于遠離當地城市或居民聚居區的環境區域，難以有效實施執法檢查工作與實時監測工作，應該充分借助各類現代技術監控方式，持續優化改進以往傳統礦山開采過程的監督檢查工作機制，不斷提升當地礦山開采監測工作與礦產自然資源保護工作力度。因此，將無人機設備航攝系統具有的數字測量技術真正引入當地礦山自然資源監測工作中，具有使用輕便、工作高效的顯著優勢，快速獲取當地礦區開采區域的各類地理資料，同時有效拍攝傳輸圖片信息或動態影像信息數據，為當地政府開展相應的監督執法工作提供重要的行動參考依據。另外，因為無人機設備能夠同時進行掛載多光譜傳感器設施，能夠實現對當地礦山植被覆蓋情況、當地隱蔽礦區利用開發監督情況等方面在短期實際內得到相應的定量質量數據，為科學合理完善礦區開發利用與保護治理措施，采集分析與處理提供必要的信息數據基礎內容。

3 無人機設備數字測量技術在礦山測量工作中的具體應用

為實現提升數字礦山建設工作，選取各類現代化測繪技術，實時采集與處理分析當地礦區地形信息數據，有助于實現建立當地礦區數字化信息模型，有效提供礦山開采工作與管理工作的各類有效信息數據，進一步推動礦山自然資源的綜合保護進展。通過對當地礦區DLG數字形式的線劃圖工作和DOM數字形式的正射影像圖數據快速生產工作進行分析，研究無人機設備數字測量技術在當地礦區測繪工作中的具體應用。

3.1 無人機設備航攝像控點布設工作與信息數據采集工作

根據國家規定的關于低空領域數字航空攝影活動測量外業過程規范的具體標準要求，開展布設無人機設備航攝像控點情況，同時選取RTK差分定位過程的具體形式，實現高校采集當地像控點平面位置與高程位置三維信息數據。另外，無人機設備當地礦區航攝位置控制點，可選取“十”字表現、或者明顯當地地物邊角位置等形式開展有效設置。

3.2 無人機航線設計工作與低空航攝工作

積極采取附近礦山區域的谷歌信息影像為工作底圖，具體設定無人機設備航攝區域位置的角點坐標、并根據航向情況、旁向重疊度情況等方面的指標要求，開展布設飛行航線工作，為有效保證三度能夠完全重疊，在實際操作過程中，往往采取在當地礦區擬測繪區域內部沿著橫縱方向開展交叉布設工作。在無人機設備飛行過程中，根據設計航線實施自動飛行，飛行期間必須密切重視無人機設備電池耗電實際情況，如有必要時應該及時更換設備電池繼續開展作業活動，實現采集當地測區高分辨率無人機設備航攝影像信息數據。

3.3 無人機設備影像編輯、建模工作與外業調繪工作

采取無人機設備數字測量技術采集的各類航攝影像數據，導入到系統內業立體測圖工作軟件，能夠實現影像信息數據的自動匹配工作與拼接建模工作，開展快速構建三維信息數據模型。同時，按照無人機設備預先實施布設的系統像控點外業信息數據與對應的影像信息坐標，實現影像配準作業與外定向作業，利用內業軟件開展繪制相關的圖像底物輪廓情況、道路邊線情況等DLG線形式的具體數據信息。另外，利用野外調繪的工作形式，實時標注地物的具體類別、建筑內部結構等相關地理屬性。

3.4 無人機設備DEM、DOM數據制作工作

采取專業的無人機設備數字測量技術，實現制作DEM數字形式的高程地理模型，同時確保模型精度與數字形式線劃圖數據能夠有效匹配，實時導入正射影像分析模塊，完成嵌入DLG形式的線劃圖，開展DOM正射影像信息的生產。另外，從色調情況、亮度情況與反差情況開展重點調整處理，實現DOM正射信息數據影像保持紋理清晰狀態、確保數據質量完好準確。

4 結束語

伴隨無人機設備數字測量技術的不斷成熟，多旋翼形式或固定翼形式飛行器設備的制造成本持續降低，飛行過程的穩定性與設備電池續航時間方面等實際性能獲得進一步加強，在目前現代測繪領域快速生產制造體系構建工作中的實際作用也日益突出，為應對當地地質災害突發情況、當地礦山開采常規監測工作與礦區地形測繪工作等，有效提供各類具有高分辨率特點的低空航攝影像信息數據，可以高效輔助當地礦山管理決策過程，奠定基本技術能力支撐與信息數據基礎。在進一步闡述無人機設備低空內部航攝系統基本構成、信息數據采集過程特點的基礎上，根據當地礦山開采工作與礦產資源保護工作、礦區新型數字地形圖更新優化等實際內容，分析了無人機設備數字測量技術本身的測繪作業工作流程與成果處理分析工藝，不斷推動無人機設備數字測量技術在當地礦山測繪工作領域的大規模應用。