無人機航空攝影測量技術在礦山測量中的應用

劉 梅

（江西省勘察設計研究院，江西 南昌 330095）

隨著我國經濟的高速發展和逐步轉型，在此過程中，利用先進的無人機航空攝影測量技術對當前的礦山環境進行全面了解是相當必要的。就我國的礦山測量方面的技術而言，無人機航空攝影測量技術大大的降低了測量成本，提高了工作效率，保證了測量數據的真實、可信，是當前社會環境中十分重要的測量技術之一。為此，本文將以無人機航空攝影測量技術在礦山測量方面的應用為主要研究對象，客觀闡述其在礦山測量方面的應用及重要性。

1 無人機航空攝影測量技術的工作原理

在無人機航空攝影技術方面，其主要具備了高空作業、攝影成像、遙控、微波傳輸及計算機影像處理等功能，在其工作的過程中，以高空為作業平臺，通過機載的形式來實現設備的遠程遙控，其中，主要以高分辨率的CCD數碼相機、輕型的光學相機，紅外線掃描儀、激光掃描儀和磁測儀等設備進行輔助，以獲取高分辨率、真彩色的數字影像，在通過專業的數字測圖、繪圖等軟件進行相應的數據處理，再配合以高精度要求的繪圖制作工藝，以及各種比例尺的要求下得以完善和修飾[1]。其中，常采用的比例尺有：1:1000，1:2000和1:5000。

2 無人機航空攝影測量技術的使用優勢

作為現代化的新型測量技術，無人機航空攝影測量技術得到了較大的應用前景。客觀的對其進行使用優勢總結為：①勞動強度低。在礦山工程的傳統測量過程中，需要將測量設備全部轉移至測量現場，如全站儀，大大地增加了測量人員的工作負擔，加大了工作強度，同時亦浪費了測量人員的人力和精力。②測量效率高。利用現代化的無人機航空攝影測量技術，極大程度的減少了不必要的工程消耗，減少了人力資源的使用，大大的提高了測量工作的整體效率[2]。③成本低。在使用無人機航空攝影測量技術的過程中，其減少了大型設備、人力資源等的消耗，降低了人力成本、物資成本。④機動靈活。無人機是一種小型設備，便于工程測量中的攜帶，在測量時不易受到客觀環境因素的影響，其設備自身亦具備機動靈活的客觀屬性。⑤精度高。無人機航空攝影測量技術是以計算機技術、遙感技術、掃描技術及定位技術等多方面技術的有機統一體，在實際的測量中具有高分辨率、高精準定位、高攝影攝像等多種功能，在計算機技術的協同處理中，基本實現了礦山地質、地形、地貌等的真實投影[3]。⑥安全性能高。該技術無需真人對其進行駕駛操作，只需遠程進行遙控，或按規劃路線航行。

3 無人機航空攝影測量技術在礦山測量中的應用實例

3.1 工程概況

在某礦山工程中，為滿足測量需求，需采用現代化無人機航空攝影測量技術對其進行全礦區數據信息采集，并以1:2000的比例尺進行地質圖繪制。該礦山工程位于某省西部地段，海拔約2300米，地形為山地，但地勢基本平坦，無大型障礙物，基本適用無人機航空攝影測量技術對其進行全景拍攝。

3.2 基本流程

（1）無人機航空攝影測量。全面綜合考究礦區的具體情況、攝影面積、周邊環境及氣候條件等客觀因素，在本項目中則采用華測P700E型的無人機，其中，續航時間基本達到2.5h，巡航速度約90Km/h，最大的有效荷載為5kg，搭載3500萬像素相機，鏡頭焦距為35mm，航線為礦區設計規劃航線。

在實際的拍攝過程中，以5cm的地面分辨率，航片傾角不大于5°，偏角不大于15°為基本要求。在航拍結束后獲得的影像效果良好，清晰、飽滿、均勻，可提供真實、有效、全面的數據參考。

（2）像片控制測量。基于該礦山的特殊地質地形，在擬定的測量方案中采取的是區域網布設方案，其中，以兩條及兩條以上的平行線為主要航線，并分別布設平高控制點，在每對像控點出設立標準點位設計，且相距一般不超過4條基線。此外，為了強化加密像控點的精度，需要在不規則的區域網中的凸角處增設平高點，凹角處設置高程點。為了保障加密控制點的質量，以及充分考慮礦山的實際地礦信息，需要對高程控制點的平面左邊進行準確測量。

（3）全數字空中三角測量。在實際的空中三角測量過程中，航拍數據的真實性、客觀性、有效性等是影像成本的必備條件。為此，拍攝設備必須是當前市場中具備自動化、專業化、高精度、高速度的影像拍攝及處理系統，如Pix4D軟件。其可以在無人工干預的前提下實現千萬張影像的快速處理，制作成專業、精確的二維地圖和三維模型。同時亦能完成原始影像的自動校準，提高攝影影響的精確度與精準度。

（4）數據采集。在此過程中主要采用MapMatrix全數字攝影測量系統，其能自動的完成數據采集，同時亦能準確的將數據進行采編入庫和數據處理。在此過程中，主要進行的是立體模型的建立、DLG（數字線劃圖）和DOM（數字正射影像）的制作。

（5）精度檢測。參考文件為《基礎地理信息數字成果1:500、1:1000、1:2000數字線劃圖（DIG）》（CH/9008.1-2010）。實地測量的數據結果均符合規范要求。

表1 DLG圖中精度檢測結果

（6）成果提交。在對礦山的實際情況進行全景測量完成后，需將測量的數據、繪圖、影像等資料進行全面檢查，在總體質量良好的情況下，進行全面綜合性評價，合格后方可提交。

4 結語

在對礦山工程進行實地測量中，無人機航空攝影測量技術體現了極大的測量優勢和技術特點，是當前社會發展中必不可少的測量技術之一。在與多項技術進行完成高效結合后，遙感技術、影像處理技術及攝像技術等都得到了一定程度的改進與提升，反向亦推動了無人機航空攝影測量技術的發展與應用。