無人機三維攝影技術在礦山地質勘查中的應用研究

石 筠

（黃石市自然資源和規劃局開發區·鐵山區分局，湖北 黃石 435000）

隨著科學技術的不斷進步，無人機三維攝影技術以其全自動、高效率、高精度、高精細的優勢在礦山地質勘查方面應用廣泛。本文致力于利用無人機三維攝影技術提高礦山地質勘查精準度，必須以礦山地質觀察研究為基礎。根據礦山地質勘查任務的具體要求，本著以較短的時間和較少的工作量，獲得較多、較好地質成果為原則，并結合無人機三維攝影技術。由于地表礦產資源已經被開采的所剩無幾，地質勘查工作必將向越來越深的地質方向進行。這就意味著對礦山地質勘查技術的要求越來越高，無人機三維攝影技術雖然只是一種攝影方法，由于數據采集效率高、成本低、數據精確，可充分滿足礦山測量行業，尤其是露天礦山開采監測需求，但重要的是無人機三維攝影能夠利用計算機視覺技術獲得足夠數量和具有足夠重疊度的三維影像，實現了三維重建[1]。露天礦山的監測需要采用測繪技術，測繪工作將會貫穿于露天礦山建設生產中，從地物地貌原始地形圖的測繪，測繪工作是其工程設計的依據。因此，本文進行無人機三維攝影技術在礦山地質勘查中的應用研究。

1 無人機三維攝影技術在礦山地質勘查中的應用研究

考慮到近些年隨著礦山地質勘查工作強度的不斷加大，對地質勘查技術的探討也逐漸增加。在本文進行的無人機三維攝影技術在礦山地質勘查中的應用研究中，首先建立三維地質模型，實現3D可視化建模。再通過選取測量點，有效控制無人機飛行路徑。最后利用圖像處理，去除圖像中的干擾項。

1.1 建立三維地質模型

在礦山地質勘查工作中，充分運用無人機三維攝影技術能夠實現對礦山全方位的精準測量。并且在確保滿足實際需求的情況下，無人機能夠實現360°的無死角轉換，在各個角度對礦山進行拍攝。這樣一來，不僅可以保證整個礦山拍攝到的畫面具有極高的完整度以及清晰度，還能夠精確保存礦山地質的綜合數據信息[2]。在此基礎上，借助Severlyt技術將無人機所拍攝到的礦山畫面拼接在一起，這樣就能形成一個具體的三維地質模型。通過三維地質模型，不再需要人工對礦山地質進行測繪以及礦山地質數據的補充，能夠直接將礦山的立體圖像展示出來。不但能夠在極大程度上減少人力和物力方面的非必要投入，與此同時還保證了礦山測繪工作的精度和效率，進而實現了3D可視化礦山地質建模。

1.2 選取地質勘查測量點

在建立三維地質模型的基礎上，選取測量點。在使用無人機進行礦山三維攝影測量工作時，必須優先劃分好重點測量的礦山區域。再選取對應的測量點致力于確保有效控制無人機能夠按照預先設定的飛行路徑飛行。工作人員在選取測量點的時候，必須要遵循由易到難的選取原則。優先選取礦山中特征性強、即使在高空也極易被發現的物體作為測量點。將被選取的測量點作為礦山地質勘查基準，接著利用無人機開始進行三維攝影，使三維攝影得到的圖像精準、可靠。

1.3 礦山地質勘查圖像處理

在礦山地質勘查工作開始之前，不僅要選取相應的測量點，還要反復檢查無人機設備，做好相關設備調整工作，確定無人機攝像頭的各項指標正確等。為了實現礦山地質數據采集、礦山地質圖像處理以及攝影測量，必須對無人機進行加固，避免在拍攝過程中無人機攝像頭移位或者松動問題的發生。由于無人機三維攝影對礦山地質測繪的過程中，無人機即便遭受到外界環境的干擾，但外界干擾對無人機產生的具體影響較小。特別值得注意的是無人機的飛行速度以及拍攝角度等問題，這些因素是直接可以影響到拍攝圖像的效果。為了達到對于礦山地質勘查預期的效果，在對拍攝到的圖像進行后期處理中，必須融合其它多項圖像處理技術，去除圖像中的干擾項。圖像處理綜合信息。無人機用于礦山地質勘查捕捉航拍圖像，能夠在針對拍攝到的圖像處理上創造出真正的差異。這些圖像作為礦山地質勘查3D可視化建模的基礎，從2D地圖到3D模型，無人機三維攝影技術能夠創造新的可交付成果。為礦山地質勘查開辟了全新的機會，從而提高了礦山地質勘查的精度以及速度回轉。

2 仿真實驗

2.1 實驗準備

本文通過仿真實驗，證明無人機三維攝影技術在礦山地質勘查中應用的可行性，實驗內容針對礦山地質勘查的勘查精度進行。首先采用傳統的攝影技術進行實驗，再采用文章設計的無人機三維攝影技術同樣操作步驟，設置傳統的攝影技術為對照組。將實驗次數設為3次，分別使用兩種攝影技術進行對比實驗。

2.2 實驗結果分析與結論

根據上述的設計的實驗，實驗結果如下圖1所示。

圖1 勘查精度對比圖

通過圖1可得出如下的結論，利用無人機三維攝影技術能夠有效提高礦山地質勘查的精度，可以實現對礦山地質的精準勘查。

與傳統測繪相比，這種新型測繪方式有著極大的優勢：降低了成本，提高精度，保障測量人員的人身安全。這不僅能夠真實的反應出地物情況，而且還通過采用先進的定位技術，嵌入精確的地理信息、更豐富的影像信息、更高級的用戶體驗，擴展了遙感影像的應用領域，并使遙感影像行業應用更加廣泛。

3 結語

為進一步提高礦山地質勘查效果的精準度，必須掌握無人機三維攝影技術對礦山地質勘查效果的影響。在此基礎上，對礦床進行科學管理。通過分析無人機三維攝影技術在礦山地質勘查中的應用，證明了無人機三維攝影技術對于工業化發展的重要意義。盡管本文認為只要合理運用無人機三維攝影技術就可以提高對礦山地質勘查效果的精準度，但仍缺乏一些實踐來證明技術的有效性。因此，有理由加大無人機三維攝影技術在礦山地質勘查中的應用研究。科學的礦山地質勘查可以提高我國對礦產資源的勘查效果和勘查效率，有望可以推動我國工業經濟發展，并且為今后的礦山地質勘查提供一定的指導意義。