無人機航測在露天礦山測繪中的應用

劉土生

（江西省水利規劃設計研究院，江西 南昌 330029）

測繪工作一般都是針對比較大的區域，而且還具備一定的復雜性、數據多樣性等，其工作性質給人工測量帶來較大的困難和工作量，伴隨科技水平的進步和提升，無人機航測系統能夠有效的提升工作效率以及測量精度。無人機航測系統具有快速高效、影像實時傳輸、高危地區探測、成本低等眾多特點，在礦山測繪工作中發揮了巨大的作用。

1 無人機航測系統的相關概述

無人機航測系統概述：無人機航測系統是科技進步和發展的產物，是一個高智能化的系統，對于傳統的測量手段是一個完善和補充，并且在于測量精度以及工作效率方面有了較大的提升。

無人機航測系統主要由飛機機體、飛控系統、數據鏈系統、發射回收系統、電源系統等組成，在進行礦山測繪工作中，可以利用設備上高質量分辨率攝像系統進行拍攝，通過數據鏈系統進行轉換分析、計算，將數據直接反饋給終端，可以在工作中獲得準確、有效的數據。

除此之外，無人機航測系統還廣泛的用于基礎測繪、土地資源監測、土地利用動態監測、數字城市建設以及應急救災測繪數據等方面，對于我國基礎測量、測繪方面具有重大作用。

2 無人機航測技術優勢分析

傳統的人機航測技術已經滿足不了目前的工作所需，相對于人機航測來講，無人機航測技術優勢較多，適用的范圍更加廣泛，無論是從投入成本上還是工作效率上都有了較大的提升和進步，并且可以根據工作需要對測量數據進行實時傳輸。就露天礦山測繪而言，無人機航測技術的運用能夠準確、有效的將測繪結果呈現出來，根據實際的工作經驗來講，將無人機航測技術在礦山測繪中的優勢總結如以下幾點。

2.1 應急能力較強

在利用無人機遙感技術對礦山進行測繪過程中，可能會因為當地的外界環境因素影響，導致在測繪工作中出現意外情況，針對于意外情況，其智能系統能夠對工作中產生的意外情況進行應急處理，使設備具備較高的系統穩定性。其次，無人機機身相對較小，對于起飛或者降落場地要求相對較低，一般情況下準備15 分鐘即可，無論是從經濟性分析還是時間、空間上進行分析，無人機航測技術都具有較高的性能。

2.2 作業時間相對較短

無人機航測一般都是在較低的空域進行飛行，其作業時間較短的第一點呈現在空域申請便利，減少了人機航測申請的一些環節，從申請時間提高了整體效率。第二點升空準備時間短，航測路線設計方便，對于提升作業時間都具有較高的幫助，綜合來講，其作業時間相對較短。

2.3 測量數據準確度建模能力強

在露天礦山測繪工作中，以為地形原因，以及其他因素，對于無人機航測高度要求相對較松，致使無人機可以在較低的低空進行飛行航測。由于飛行高度較低，可以采集到高分辨率的影像，以及進行高精度的測量，無論是影像還是測量精度都較人機航測更為精準。除此之外，系統攜帶的數碼相機、數字彩色航攝像機等設備能夠準確清晰的獲取地表信息，獲取高精度的數據，通過這些數據進行分析，運用相關軟件可以進行有效的建模。

2.4 操作簡單便捷易上手

無人機因為不需要載飛行員，無論是在起飛還是降落以及航測過程中，都不需要考慮飛行員安全的問題。其次，無人機體積較小，便于攜帶和運輸，升空準備15 分鐘即可操作完成，可以通過控制終端對其行為進行有效的設計與規劃，從而達到預設航測目的。

3 無人機航測在礦山測繪中的應用

3.1 確定礦山測繪數字結構

礦山盛產各種資源，為我國的社會經濟發展和進步提供強而有力的動力支撐。伴隨著科技水平的持續發展和進步，一些科技設備逐漸融入到了各行各業當中，礦采行業也不例外，而且，由于科技設備的運用，在較大程度上提高了礦山企業的生產力。為了礦山企業更好的發展，為我國的持續發展和進步提供基礎力量，對于礦山的測繪工作在礦山采礦行業當中始終占據著比較重要的位置。相較于傳統的測繪來講，利用無人機航測系統進行測繪，能夠最大程度的將礦山的基本性數字結構進行展現，能夠幫助礦采企業有效的降低測繪投入成本，其次，也能夠在一定程度上順應礦山其企業全面性發展的整體趨勢。另外，無人機航測系統，可以深入一些較為危險的地區進行相應的測繪，在一定程度上降低了人工測繪的風險系數，也是對于政府提倡的安全生產的落實。通過無人機航測系統的運用，可以將礦山的基本形態以數字化顯示出來，幫助礦山企業能夠更好的了解其結構，提高效率，降低風險，有效的促進企業的可持續發展和進步。

3.2 確定礦山測繪基本航線

科技水平的發展和進步，促進無人機航測應用領域逐漸的廣泛，為我們的工作以及企業的發展和進步提供了有效的幫助。就目前而言，我國現在經濟發展迅速，并且仍呈現增速模式，傳統的礦山測繪工作已經不能有效的滿足企業發展進步所需，基于此，如何提高礦山企業的工作效率是整個行業首先關注的問題之一。在進行無人機航測測繪工作前，需要先對無人機的航線進行科學的規劃和設計，在規劃過程中，需要根據礦山地理環境以及其他因素進行綜合考量。航線的確定需要把握測區的面積以及地形地勢的結構，根據不同的剖面圖確定合適的飛行海拔高度。只有這樣，才能夠從航測的基本點入手分析，滿足礦山地質基本構造，挺高礦山測繪的精確度。

3.3 地面控制

地面控制是整個航測測繪過程中比較重要的一個構成部分，根據相關條文規定，地面控制作為內業布點工作，無論是人工測繪還是運用無人機航測系統進行測繪，都需要根據礦山的實際情況和地形、結構特點進行相應的布設，除此之外，還需要根據實際工作情況進行野外刺點。在布設工作過程中，需要保障地面區域沒有死角，通過布設工作的設置，保障航測最高覆蓋率。

3.4 加密結果進度以及采集精度評定

無人機航測測繪過程中，其采用的三角測量法主要用于數字圖像測量小面積的控制點，能夠獲取的數據信息相對較少，目前主要采用的方法是通過提取在礦山測量過程中獲得的圖像數據，然后對這些測量數據的提取，計算出加密點的外方位元素和地面坐標。在實際工作過程中，可以將采集到的數據導入計算機相關軟件中，通過數據處理提高測量精度。

除此之外，工作人員還需要在進行測繪過程中，需要根據相關的標準計算出定位點，明確計算過程中的誤差，分析無人機航測過程中的高度，分析航測機構等等。

4 無人機航測系統實際案例分析

無人機具有快速高效的特點，無論是經濟性還是實效性都可以滿足目前礦山的測繪工作，相比較傳統的測繪地形測繪，無人機測繪成果輸出種類多，建模能力強，影像成果便于直觀觀測，避免了RTK 設備在山區信號不好的缺點。本文就某地礦山無人機測繪案列進行分析，無人機航測在露天礦山測繪中的應用。

4.1 無人機航線規劃

飛行方式采取定點方式，計劃飛行高度124 米，計劃飛行時間20分鐘，計劃飛行面積51HA，航線規劃區域長約1公里，寬0.5公里，本次航測任務有固定控制點，沒有進行布置地面控制點。

4.2 內業流程

4.2.1 影像拼接

根據相關影像進行空三加密計算并且輸出DOM、DSM、點云模型等成果。

4.2.2 生成表面高程模型

生成表面高程模型以后導出點坐標、DXF 格式。

4.2.3 矢量化處理

通過空三加密計算成果，進行矢量化處理，生成等高線，繪制地形圖。

5 結論

無人機航測技術給礦山測繪工作帶來較大的提升，并且發揮巨大的作用，隨著我國科技水平的不斷發展和進步，無人機航測技術將成為礦業工作的標準配置，以提高礦山企業的競爭力，促進行業的發展和進步。