無人機傾斜攝影技術與礦山環境治理地面勘查技術在大山口金礦中的對比研究

李磊 王玉紅 趙亮 于帥 裴華 吳春偉 陳德本

（①新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第三地質大隊庫爾勒841000②巴州新礦測繪有限責任公司庫爾勒 841000）

0 引言

新疆南疆地區自然條件惡劣、地廣人稀、精準扶貧任務艱巨，國土空間統一規劃要求準確、快速、高效的自然資源調查成果做為基礎數據支撐。近年來無人機航空攝影測量技術得到了快速發展，無人機傾斜攝影技術也越來越被廣泛的應用于地質礦山環境治理的前期勘查中，用以提升自然資源綜合調查效率。

1 無人機傾斜攝影技術

無人機傾斜攝影技術是采用無人機作為測量平臺，搭載5 拼相機，通過從一個垂直、四個傾斜、五個不同的視角同步采集影像，獲取到豐富的地表頂面及側視的高分辨率紋理，能夠真實地反映地物情況，高精度地獲取物方紋理信息，再通過先進的定位、融合、建模技術，生成真實的三維實景模型。對于地形復雜的區域，大大降低了數據采集的經濟代價和時間代價。

2 勘查的目的任務

通過實地調查，結合資料收集、分析、整理、研究，查明礦山主要地質環境問題和生態環境破壞現狀，以此進行礦山生態環境恢復治理工程的實施，消除礦業開發活動對地表形態的破壞及自然環境的污染，基本達到與周邊原始地形地貌景觀相協調，最大限度的恢復礦區的生態環境，從而使得該區域的整體生態功能得到有效恢復和保護。基本查明礦區地質環境條件；查明礦山主要地質環境問題及地質災害類型、分布特征及危害情況；查明因采礦活動造成的生態環境破壞和污染現狀；制定礦山生態環境恢復治理施工設計方案，并估算經費，為礦山生態環境恢復治理工程的實施提供技術依據。

3 工作效率對比研究的方法

針對工作區的勘查目的任務，組織了兩組人員，同時對工作區開展勘查工作。第一組隊伍由2 名測量隊員、2名地質隊員和1名司機共5人組成；第二組隊伍由2名無人機飛行員和1名司機共3人組成。第一組隊伍采用傳統的地面勘查方法，到達礦區，實地對工作區4 平方千米的探槽、淺井、豎井、平巷、辦公生活區、工業廣場、磚房、炸藥庫、碎礦機等進行測量和勘查，評估地質環境問題和破壞現狀。第二組隊伍，沒有到達實地，在15千米以外，控制無人機，對工作區進行航空攝影測量工作。

4 工作效率對比

第一組采用傳統地面勘查方法的隊伍，共計5人，用時3 個工作日，完成了4 平方千米范圍內的勘查測量工作。

第二組，共計2 人，采用成都縱橫大鵬無人機科技有限公司生產的CW-30 型無人機搭載5 拼相機、GCS-202型地面基站、地面站，用時4小時，飛行高度350 米，飛行一架次，完成4 平方千米航空攝影測量工作，獲取航空攝影測量數據233GB，航空影像地面分辨率4cm。

5 勘查和測量結果對比

第一組，通過調查地面勘查，查明地窩子、土坑、蓄水坑合計22處，淺井1處、豎井1處、探槽18處，房屋、窩棚和炸藥庫合計14 處，廢渣堆2 處、工程棄土13處。

第二組，通過航空攝影測量工作，查明地窩子、土坑、蓄水坑合計41處，淺井1處、豎井1處、探槽40處，房屋、窩棚和炸藥庫合計20處，廢渣堆3處、工程棄土25處，查明的所有治理區域，均可在影像中進行核對。

通過兩組工作的對比發現，地面勘查的隊伍，在對地窩子、土坑、蓄水坑勘查中，由于地形及視野的影響，遺漏了19 處，探槽遺漏22，房屋、窩棚和炸藥庫遺漏6 處，廢渣堆遺漏1 處、工程棄土遺漏12 處。而無人機傾斜攝影組，完成工作后，對調查區的三維影像，進行了系統的采集、編號，調查區內的礦山破壞現狀，沒有一處遺漏，勘查效果遠遠優于傳統的地面勘查隊伍。

傳統地面勘查隊伍，配備有2 名測量人員，測量人員跟隨地質人員一同開展工作，對工作區內的破壞情況進行測量，測量過程中，除了遺漏的工程沒有測量外，還有5 處探槽由于挖掘深度較深，沒有到達坑底，3 處工程棄土沒有到達棄土堆頂部，對于回填方量、棄土削平方量的計算，造成了一定的影響；通過三維傾斜攝影測量，可以輕松的獲取采坑、探坑底部的高程數據，廢渣堆、棄土堆堆頂的高程數據，可以很方便的計算出回填方量、棄土削平方量。

6 結論

采用無人機傾斜攝影技術，開展礦山環境治理勘查工作，可以同時獲得礦區三維影像資料和準確的礦區內環境破壞現狀數據，且獲得的成果遠遠優于傳統地面勘查工作，便于劃定治理區范圍、確定治理區面積、計算治理所需投入工作量，可以極大的提高工作效率，節約工作成本和時間成本。