露天礦山測繪中無人機航測的應用研討

蘭舜涯

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

依托無人機進行航空測繪的技術便是無人機航測。露天礦山測繪有著極高的嚴謹性、系統性要求，引入無人機航測開展此項工作的測繪工作，能夠取得更佳的測繪效率與質量。而在具體測繪過程中，相關人員需要明確無人機航測自身特點，并在此基礎上以礦山具體情況為根據合理設定應用方法，最大限度發揮該項技術的優勢與價值，確保最終測繪成果的精確性。

1 無人機航測定義及優勢

1.1 無人機航測定義

圖1 無人機航測技術工作流程

無人機航測具有相當高的智能化程度，且作業能力突出。高度適中的情況下開展飛行作業，飛行中的景象依托設備上高品質分辨相機系統進行拍錄，并在自身換算及分析系統的作用下分析測算遙感影像，將其轉換為數據信息形式后向終端設備反饋，能將更全面、精準的數據信息便捷的提供給使用者使用，系統化了解無人機行駛地形[1]。目前，無人機航測在我國測量大部分領域中發揮了至關重要的應用價值，前期勘測地形的效率大幅度提升。而在露天礦山測繪中應用無人機航測時，基本上是以踏勘測區、布設像控點、基本控制測量、航空測量及影像采集等方面為主，下圖1 呈現了無人機航測的工作流程。

1.2 無人機航測優勢

就無人機航測的優勢而言，具體體現在下述四個方面：其一，操作便捷。露天礦山測繪中，相對于傳統測繪手段而言，無人機航測便捷性更強，無需人員實時監控，且攝影設備運輸中有著更大的空余空間，能夠穩步提升露天礦山的測繪水平；其二，測繪效率高。露天礦山測繪中應用無人機航測技術時，具備著與相關部門控制標準相符合的飛行高度，所以測繪期間無需將飛行許可申請提交至相關部門，簡化了這一環節后，可促進測繪效率根本性的提升；其三，數據精準性高[2]。露天礦山測繪中應用無人機航測技術，能取得精準性更高的測量數據，且影像數據資料也有著極高的分辨率，按照不同比例尺轉化為圖像之后，能將更全面、科學的數據服務提供給測繪工作的開展；其四，應急能力強。無人機航測用于航拍期間，能夠應急處理各類突發情況，為航測工作開展的穩定性提供保障。同時，起飛與降落中的無人機，無需太大的場地面積，能減少露天礦山測繪中的成本支出。

2 露天礦山測繪中無人機航測的應用

2.1 項目任務概況

首先，采集數字線劃圖。數字線劃圖的比例一般是1 ：2000和1 ：5000 ；其次，數字影像圖的采集中要確定為正射影像；再次，以工作礦區為對象進行地形地質圖的繪制；最后，驗證無人機航攝系統采集數據的精度。實踐操作中，需要提前進行部分地面控制點的確立，細化調整無人機搭載數碼相機的精度，確保與數據采集精度要求相符合，完成這一工作后即可利用無人機開始攝影[3]。值得一提的是，在實際產品生產測繪中應用相機的標定結果，能夠更準確的評估無人機攝影精度水平。

2.2 搜集數據資料

正式實施開采工作前，還應當搜集開采需求的露天礦山的結構及周邊環境等數據資料。無人機航測技術屬于信息時代的新興技術，在數據資料搜集方面呈現出了巨大優勢。如在測繪礦山地貌時，依托無人機航測技術能夠取得準確而又詳細的數據資料，建立在這些數據資料的基礎上開采礦山時，能夠大幅度提升作業質量及效率。

2.3 航線設計

礦山測繪中選擇分辨率時，需對礦山地形條件、不同比例尺成圖標準、基高比及測圖等高舉等信息展開綜合分析，確保成像精度能與設計標準相符合，以此促進成像周期的減少。與傳統人際測繪相比而言，無人機航測有著更小的設備體積，相應的也會縮小電池規格，會對單次航測面積與傳感器像幅構成影響[4]。選用的無人機如果為電驅型，整個測繪作業在其續航的影響下需要分多次進行，此時也就有必要合理劃分露天礦山測繪區域。而在劃分區域時，要確保航測布設與飛行路線之間的一致性，參照航測行高，控制分區地形高差不超過杭高的1/6，在維持平直航線的前提下，圍繞跨度展開最大程度的區分，同時將礦山測繪區全部覆蓋在內。

2.4 確定飛行方式

無人機航測中，三角測量法屬于一種核心技術，其具體應用需要建立在數碼影像偏小、待測繪區域內地面控制點不多的前提下，通過處理和計算礦山影像對應的加密點坐標和外方位元素，確保最終能夠取得最佳效果的測量結果。工作人員在分析測繪成果精度時，需要密切結合航測中出現的定向點中誤差與最大誤差，通過計算獲取評查結果，并以此為根據計算無人機應用中的飛行高度。在選擇無人機的飛行方式時，為了將礦山測繪特點及需求滿足，一般都采取低空飛行，此類飛行方式相對于其他飛行方式而言，包含下述兩方面的優勢：一方面，低空飛行即便是面對惡劣、復雜的礦山地形環境，也能為無人機航測提供有效性保障，且最終能夠獲取精準、科學的測繪數據結果；另一方面，低空飛行能夠實時監控礦山開采工作，能向監管部門實時反饋拍攝的現場開采情況，可以有效保護資源，且能將盲目開采或其他問題規避。

2.5 像控點布設

通過像控點的嚴格控制，能夠促進無人機航測精度的提高。具體而言，選擇60cm 直徑的圓形像控點，同時像控點處用白石灰粉加以標記。控制航線間隔維持在1km 左右，每個航線之間進行平高點的布置。無特殊情況時，航向、旁向兩旁重疊范圍內也要進行像控點的設置，確保共用性[5]。同時，也要將像控點設置在分區重疊部位，促進像控點利用率的提升。通過RTK 設備的運用，檢測各個像控點布置精度，反復測量2 次并取均值當作標準點，以此為其提供整體性的精度保障。

2.6 航測

露天礦區一般都有較大的風力，難免會對最終測繪成像構成影響，所以航測工作的開展需建立在不超過4 級風力情況的前提下。地面監測站需要對飛行中的無人機航向角、仰俯角、橫滾角等參數實時觀測，一旦長時間難以將無人機飛行參數校正，需即刻將其召回。無人機航測中，會生成能夠影響最終測繪質量的原始圖、相片結合圖、航線、圖片參數等。所以，有關最終航測結果方面，需要滿足成像清晰、層次分明、色調柔和等要求，且要保證放大圖像后的礦山地物形象及礦山分布僅通過肉眼即可看到。

2.7 處理礦山測繪圖像

要想為礦山測繪提供更高精準度保障，有必要處理礦山地質圖像，提高攝影測量的質量，這也就要求加固無人機，以免無人機拍攝頭在拍攝過程中出現位移或松動的情況[6]。而為了將預期的礦山測繪效果達成，在后期處理拍攝的圖像時，需要聯合其他多項圖像處理技術，將圖像中干擾項逐一去除。下表1 展示了礦山測繪圖像處理綜合信息。

表1 露天礦山測繪圖像處理信息綜合表

根據上表1 能夠得知，礦山地質勘查中，利用無人機航測技術捕捉航拍圖像，能夠高精度處理拍攝到的圖像，且此類圖像是測繪礦山的關鍵基礎。無人機航測技術的應用，能促進礦山地質勘查精度、速度回轉的大幅度提升，在相關軟件工具的應用下開展礦山測繪填圖，能將礦山整個工作區測繪成果獲取。

上文分析的基于無人機航測技術的露天礦山測繪中，能將礦山測繪需求更全面地滿足，可將綜合化、規范化及智能化航測技術供于專業技術及管理人員使用，同時能為政府及社會搭建與地質工作間的溝通橋梁，將科學合理的地質科學依據供于政府決策、重大工程建設、礦山建設布局、礦山地質資源利用開發、災害防治及生態環境保護，有利于礦山發展管理水平的大幅度提升，進而為礦山發展提供協調性、經濟性保障。

3 結語

綜上所述，作為信息科技時代產物之一的無人機航測技術，在現代測繪行業中逐步顯露了其他技術無可比擬的優勢，能將有力的技術支撐提供給礦區地質地形繪制、開采常規監測及礦山地質災害航測等工作的開展。依托該技術獲取的數據，擁有遠超傳統人工測繪的精準度，且內容更加豐富，最終測繪的影像能更準確地反映礦山地質地貌。