無人機(jī)攝影測量在煤場儲(chǔ)量測算中的應(yīng)用

馬寧

摘 要：煤場儲(chǔ)量測算在煤炭產(chǎn)業(yè)中有著重要的應(yīng)用地位，隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展，我國的煤炭生產(chǎn)能力不斷提高，傳統(tǒng)的測量模式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的生產(chǎn)需求，因此，引進(jìn)了無人機(jī)攝影測量技術(shù)來測算出煤場的具體儲(chǔ)量，來加強(qiáng)這方面的要求。本篇文章通過對(duì)無人機(jī)測量應(yīng)用在煤場儲(chǔ)量測算的意義進(jìn)行闡述，探討了煤場儲(chǔ)量測算的方法，來進(jìn)一步分析無人機(jī)攝影測量在煤場儲(chǔ)量測算中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)攝影測量;煤場;儲(chǔ)量測算;應(yīng)用

煤場通常都是用來堆放煤炭，一般都應(yīng)用在發(fā)電廠或者鋼鐵廠等大量使用煤炭的場所，由于煤炭產(chǎn)量的加大以及國家對(duì)于環(huán)境的要求，傳統(tǒng)的露天放置方法已經(jīng)不能達(dá)到現(xiàn)在的要求，所以大部分企業(yè)都修建了煤場來應(yīng)對(duì)當(dāng)下的產(chǎn)業(yè)政策，以此來保證煤炭的利用率，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，為我國的環(huán)保產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)力量。如今在企業(yè)中，煤場的建造形式多種多樣，包括棧橋式儲(chǔ)煤場、溢流窗式儲(chǔ)煤場、圓筒倉儲(chǔ)煤場以及槽倉式儲(chǔ)煤場等。這些煤場有著不同的特點(diǎn)，在具體的選擇中，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮。煤場的儲(chǔ)量測算在煤場的應(yīng)用中有著重要的作用，為了達(dá)到企業(yè)的精細(xì)化管理，應(yīng)該加強(qiáng)現(xiàn)有的測算方法，尋找一種安全有效、精度更高的測算方法，例如無人機(jī)攝影測量。

一、無人機(jī)攝影測量應(yīng)用在煤場儲(chǔ)量測算的意義

煤場的儲(chǔ)量測算的結(jié)果與企業(yè)生產(chǎn)或引進(jìn)煤炭的數(shù)量有著重要的聯(lián)系，出于企業(yè)利益方面的考慮，應(yīng)該加強(qiáng)現(xiàn)階段的測算方法，做到更高效、更準(zhǔn)確，有效的為企業(yè)管理奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的煤場儲(chǔ)量測算方法有紅外線測量方法、激光雷達(dá)法等，但是這些方法都有著一定的限制性，而且成本較高，不能很好地應(yīng)用到具體的企業(yè)中，因此，在測算方面存在著一定的阻礙，而加入無人機(jī)攝影測量方法，通過無人機(jī)遙感技術(shù)，可以在很多方面改善現(xiàn)有的計(jì)算精度。首先，無人機(jī)可以保持低空飛行，不容易受外界條件的控制，對(duì)煤場的現(xiàn)場環(huán)境要求比較低，也不用考慮安全方面的問題，加快測量的速度。其次，相較于人工測算方法，無人機(jī)測算可以保證高效的作業(yè)率，提高工作效率，為企業(yè)降低成本。另外，對(duì)于監(jiān)控方面來說，無人機(jī)攝影測量可以對(duì)煤場中的死角進(jìn)行探索，對(duì)三維地形有著更好的測算應(yīng)用。因此，無人機(jī)攝影測量對(duì)于熱力等相關(guān)企業(yè)來說有著重要的作用，應(yīng)該加大這方面的推廣，實(shí)現(xiàn)煤場儲(chǔ)量計(jì)算的進(jìn)一步提高。

二、煤場儲(chǔ)量測算的主要方法

1.斷面測量

斷面測量是煤場儲(chǔ)量測算中比較常見的一種方法，一般可以分為縱斷面測量以及橫斷面測量，通過繪制坐標(biāo)高程的形式來完成煤場的具體測量。縱斷面測量通常都是在兩個(gè)橫斷面之間變換現(xiàn)有的地形點(diǎn)，然后通過線路的中心點(diǎn)高程來實(shí)現(xiàn)實(shí)地的測量。橫斷面的測量是指通過設(shè)置不同的端點(diǎn)，通過經(jīng)緯儀測距法或者其它方法，來實(shí)現(xiàn)在同一垂線上的測量。

2、數(shù)字高程模型

煤場儲(chǔ)量測算的另一種方法就是基于數(shù)字高程模型基礎(chǔ)上的體積測算。數(shù)字高程模型也被稱為DEM，是通過對(duì)地形的高程數(shù)據(jù)來反映出地形的實(shí)際情況，應(yīng)用在煤場中可以有效的計(jì)算出相應(yīng)的體積數(shù)據(jù)。這也是無人機(jī)攝影測量應(yīng)用在煤場儲(chǔ)量中的主要依據(jù)手段，通過無人機(jī)攝影技術(shù)對(duì)DEM的獲取，來表現(xiàn)測算具體的煤堆儲(chǔ)量。

三、無人機(jī)攝影測量在煤場儲(chǔ)量測算中的具體應(yīng)用

1、攝影前的準(zhǔn)備工作

無人機(jī)在煤場儲(chǔ)量測算中的應(yīng)用主要就是對(duì)煤場的環(huán)境進(jìn)行探索，實(shí)現(xiàn)數(shù)字高程模型與正射影像的有效獲取，從而建立起三維圖像，來為儲(chǔ)量的測算奠定基礎(chǔ)。因此，無人機(jī)攝影的路線規(guī)劃就是應(yīng)用在測算方法中的重要部分，只有設(shè)置相應(yīng)的路線，才能完善對(duì)煤場各種數(shù)據(jù)的采集，才能通過有效的分析，來保證計(jì)算的精度。首先，相關(guān)工作人員要對(duì)煤場的高度進(jìn)行估算，以此來確定無人機(jī)的最低與最高航飛高度，并且以此來確定出不同的分辨率，并且對(duì)無人機(jī)攝影中的比例尺進(jìn)行設(shè)定。其次，要對(duì)無人機(jī)的像控點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，以此來保證測算的結(jié)果。根據(jù)相關(guān)要求，無人機(jī)航測的像控點(diǎn)應(yīng)該選取煤場中比較有代表性的地點(diǎn)，并且符合無人機(jī)的飛行路線，有利于三維模型的建立，一般可以選擇在煤場的各個(gè)轉(zhuǎn)角點(diǎn)，房屋的中線點(diǎn)，有著明顯設(shè)施的地點(diǎn)等，在進(jìn)行像控點(diǎn)的控制時(shí)，應(yīng)該注意其連續(xù)性，方便無人機(jī)的具體拍攝情況，避免數(shù)據(jù)采集信息的不全面。另外，在攝影過程中，還應(yīng)該注意外界氣候的變化，是否會(huì)對(duì)無人機(jī)攝影的結(jié)果產(chǎn)生影響，由于無人機(jī)主要是通過遙感技術(shù)來實(shí)現(xiàn)航測，所以還應(yīng)該注意現(xiàn)場環(huán)境的信號(hào)強(qiáng)度、無人機(jī)的接收器、電池電量等外界因素，以此來保證數(shù)據(jù)獲取的可靠性。

2、數(shù)據(jù)的獲取和分析

無人機(jī)攝影中數(shù)據(jù)的獲取主要依靠的是像片的調(diào)繪，既對(duì)攝影的圖像判讀、調(diào)查以及標(biāo)注的總稱，用規(guī)定的符號(hào)對(duì)圖片進(jìn)行標(biāo)注，以此，來建立相應(yīng)的DEM模型，這對(duì)于儲(chǔ)量的測算來說是非常重要的一步。可以在工作中引入PDP系統(tǒng)來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全自動(dòng)處理，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)三維模型的影像，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)獲得數(shù)據(jù)的有效分析。工作人員可以通過三角測量法來實(shí)現(xiàn)對(duì)控制點(diǎn)的加密，通過建立網(wǎng)格的形式，來提高數(shù)據(jù)的精度。

4、最終儲(chǔ)量的計(jì)算

在對(duì)無人機(jī)獲取的圖片進(jìn)行分析，建立三維模型后，應(yīng)該通過不同基準(zhǔn)面的測量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)煤場儲(chǔ)量的最終計(jì)算。首先，要對(duì)測區(qū)中不同控制點(diǎn)的高程值求取平均值。然后，通過對(duì)交互計(jì)算方法來對(duì)圖像中的煤堆范圍進(jìn)行大致估量，確定最終的坐標(biāo)系，并且計(jì)算出相應(yīng)的高度差，根據(jù)公式，來計(jì)算出最終的煤場儲(chǔ)量。

四、結(jié)語

總而言之，對(duì)于現(xiàn)在的煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說，傳統(tǒng)的煤場已經(jīng)不能滿足于當(dāng)前的要求，因此，一些新型的煤場已經(jīng)被應(yīng)用在企業(yè)中。在這種情況下，引進(jìn)無人機(jī)攝影測量的方法，可以提高測量作業(yè)的精度，減少人工的操作，降低過程中可能產(chǎn)生的誤差，而且，無人機(jī)攝影技術(shù)通過建立數(shù)字高程模型的方式，可以增加測算結(jié)果的真實(shí)性，為企業(yè)的前景發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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（作者單位：中國電建河北省電力勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司）