無人機遙感技術在現代礦山測量中的應用探討

2022-08-11 13:45:42宋凱

世界有色金屬 2022年8期

無人機遙感技術就是通過將遙感設備裝置在無人機上，實現對數據信息進行采集的方式。隨著無人機遙感技術在礦山測量工作中不斷的普及，憑借著安全和高效的特點不僅提高了測量工作效率，同時還減少了礦山測量過程中工作人員的安全風險。此外，無人機遙感技術在實際的運用中能夠得到不斷地完善與改進，再借助先進的科學技術使該技術越發成熟，使企業在礦山測量方面的成本降低，使礦山建設向著智能化和自動化方向發展，實現綠色礦山建設。除了對礦山進行測量，在林業監測工作等各個領域都有比較顯著的效果。無人機遙感技術還沒有在礦山測量方面進行普及之前，測量技術人員通常都是采用衛星遙感技術對礦山進行測量，該技術能夠實時得到礦山具體情況并迅速將數據信息傳遞到控制室，但是衛星遙感技術容易受到天氣情況的影響，會影響到信息的分辨率致使數據不準確

。因此采用無人機遙感技術能夠在礦山測量工作中實現數據精確化，不會受到天氣情況的影響導致信息分辨率降低，提高了礦山測量工作的效率和安全，對當前礦山數字化發展有著重要的意義。

高校應加強對就業指導模式的改革與創新。高校的任務不僅是讓學生獲得知識，也應保障學生職業生涯的良好發展，這符合學生和學校共同的利益。構建學生高校命運共同體，能讓學校切實重視學生就業能力的提升工作，將就業指導深化、細化。同時，應針對不同階段的學生實施不同的就業指導內容和指導方式，幫助學生進行職業認知、職業選擇與職業規劃，為學生提供完善的就業服務。

1 無人機遙感技術基本概述

1.1 無人機技術

無人機按照字面意思解釋通常是指無人駕駛的小型飛機，為了確保無人機能夠正常穩定的飛行，一般操控無人機飛行的具體技術是采用無線遙控設備，以及電子芯片等主要元件對飛行設備進行控制?，F在隨著科學技術不斷的發展，無人機技術也逐漸變得更加成熟和完善，將無人機運用到各行各業，比如森林監測、航空攝影或者是農業生產活動中。無人機的發展與人工智能、電子信息技術等技術有著重要的聯系，借助先進的科學技術對無人機進行改進，還可以為科研工作人員對土地面貌和地質環境進行數據采集，以此來繪制地球遙感數據。因此，隨著無人機逐漸普及到各個領域得到了快速發展，在此過程中引起了許多科研機構和科技企業的注意，通過對無人機技術進行不斷的創新與發展，將廣泛運用在未來的各個方面實現科技化與智能化發展目標。

遙感技術從出現到現在，相關方面的關鍵技術已經更加的成熟和完善，不僅應用在軍事、國防中，在其他的環境保護監測中也有巨大的作用，比如對水環境的監測、大氣遙感監測、地質條件、礦產、旅游、海洋污染環境監測以及固體廢棄物遙感監測等等方面。隨著遙感技術的應用不斷擴張，在各個領域也得到了大面積的普及，而相關的技術人員在研究更為先進的遙感技術時，在研究工作中形成的關于遙感技術方面各種新構思、新理念、新技術和新工藝的發展，比如在遙感技術中先進的光譜信息熱成像化和光學探測多項化以及環境研究動態化，在很大的程度上促進林業生態環境監測中遙感技術由定性向定量和由靜態向動態研究的發展方向。隨著相關的技術人員不斷對先進的遙感技術進行研究分析，便由此提高了遙感技術的實時性和運行性，對于遙感技術的突破主要是在組成遙感監測體系的成像雷達和成像光譜儀兩個熱點，以卓越的光譜分辨率使得在光譜區域內，進行定量遙感分析和研究地物化學成分的可能

。因此，遙感技術具有能夠對地上或地下資源快速監測的特點，和傳統的信息數據采集技術相比，遙感技術不僅提高了工作效率還節省了時間成本，在獲取信息方面受到的影響因素比較少，獲取信息的技術方法同其他數據采集方法相比較多。相關的工作人員根據不同的任務采用不受地面限制的遙感技術，或者是在進行數據信息采集過程中選擇不同波段的遙感技術，可以方便工作人員能夠及時的獲取各種資料。

1.2 遙感技術

推動礦山建設工作向著數字化、智能化和自動化方向發展，是當前企業相關的工作人員在礦山管理過程中重要的工作重點。做好礦山測量工作才能夠促進礦山建設的發展，測量工作人員同時也應該吸取傳統測量技術豐富的經驗，雖然在實際的測量工作中傳統測量技術存在著許多的缺陷，但同樣也有我們值得借鑒的地方，要通過科學合理的方法運用在現代礦山測量技術中，充分發揮傳統測量技術的優點。再結合當前先進的無人機遙感技術彌補傳統測量技術的缺陷，達到取長補短的目的實現礦山數字化建設。此外，相關工作人員為了使無人機遙感技術在現代礦山測量工作中發揮巨大的作用，要先其確保測量技術優勢才能保證數據準確，才能為智能化、數字化和自動化礦山提供有力支撐。

這份國際產前診斷協會(ISPD)、母胎醫學學會(SMFM)和圍產期質量基金會(PQF)的聯合聲明基于在2017年11月編寫該共識時可獲得的數據和技術。作者們意識到基因組技術正在迅速發展，而可將其用于產前診斷中評估胎兒疾病和畸形的科學和臨床知識仍然不完整，并在不斷地變化，因此需要廣泛的衛生專業教育，使有效且有益的胎兒基因測序在臨床上得到適當的應用和實施。該領域需要進行臨床和轉化醫學研究，應被優先資助。研究結果也可能會進一步完善這份聲明，這就需要我們定期審查和修改，將不斷發展的科學、臨床、倫理和社會背景考慮進來。

測量人員在使用無人機遙感技術對礦山進行測量過程中，對礦山整體情況進行航空拍攝時，為了方便在后面對采集到的礦山相關數據進行精確分析，測量人員要根據無人機航空拍攝的實際情況，將航空拍攝的有關區域以及地標物的各類型信息準確的記錄下來。在測量人員結束對礦山和地標物的航空拍攝工作以后，還需要通過結合GPS技術將采集到的礦山地理信息和實際影像數據進行準確的分析，而測量人員采集到的礦山數據并不是完整的，無人機在航空攝影方面還仍然存在許多問題，不能夠準確的獲取到測量人員想要的數據，因此在完成對礦山進行航拍工作后，為確保工作人員對采集到的相關數據能夠進行準確的分析，就需要借助無人機補拍等技術手段對數據不完整的部分進行補充

。

企業在對礦山進行生產開采工作時，要確保礦山周圍自然生態環境不會受到破壞和污染，相關的企業負責人就需要根據自身實際發展，建立綠色發展的可持續目標。也只有保證自然生態環境不會受到損害才能確保企業可持續健康發展，才能確保礦山生產開采工作能夠正常穩定的進行帶來經濟利益。相關的工作人員要結合企業發展需求與礦山生產開采工作實際情況，充分的利用好無人機遙感技術對礦山周圍生態環境，以及生產開采工作現場進行實時的監督管理工作，能夠更好地用于礦山測量并且對礦山整體情況進行有效的分析。再根據最終處理結果科學合理的制定出保護環境以及綠色安全生產開采的相關措施，才能對礦山進行有效的綜合管理，實現建立綠色礦山和企業可持續發展的目標，并且更好地保護自然資源減少在生產開采工作中資源大量浪費的現象，保證規范開采。

2 無人機遙感技術實施過程

2.1 需求調研

礦山測量工作人員在完成測量的地標物區域制定工作后，為減少影響無人機正常飛行的因素，保證數據信息精確，相關的工作人員還要對礦山地質結構、地理條件以及當地氣候進行現場勘探工作。此外，還要做好礦山測量區域的相關信息采集工作，測量人員將采集到的礦山具體信息進行研究分析，有針對性的對礦山整體情況制定科學合理的航測方案，技術人員再將能夠操控無人機飛行的控制軟件導入到無人機系統中，并且還需要對無人機系統上的飛行高度、重疊度和分辨率等參數指標設置在標準范圍內，最后結合礦山地形和氣候情況在無人機飛行系統中設置好合理的航行路線。

2.2 航線設定

無人機遙感技術在當前的礦山測量中提供了重要的技術保障，測量技術人員在礦山測量過程中通過無人機遙感技術進行科學合理的運用，對礦山整體情況以及周邊地理條件進行實時的監測。此外，無人機遙感技術獲取礦山整體相關數據信息采集方式有多種，比如采用傾斜或者垂直方式獲取遙感信息，根據礦山實地情況靈活采用監測方法。在進行礦山測量的過程中，為了確保測量工作能夠穩定進行，相關的技術人員在測量工作正式開展之前就需要做好有關準備。在測量工作過程中對于可能出現的情況要在準備工作時要充分的考慮到，比如在進行礦山測量時突遇下雨等天氣，是否會對無人機或者遙感設備正常使用損壞，影響到礦山測量數據信息精準度。因此，技術人員就要根據礦山測量具體標準要求，對礦山的情況進行實地調研，再結合實際測量的要求制定測量的地標物區域，為了能夠方便無人機能夠及時發現地標盡快開展礦山測量工作，相關的工作人員就需要隨時注意礦山監測情況，對測量的地標物區域進行擴展工作，當工作人員完成地標物區域開擴工作后才能規劃具體的攝像區域。另外，相關的無人機操作人員需要將裝載到無人機上的遙感設備，設置好DOM分辨率和三維模型分辨率等有關數據，才能保證礦山最終測量信息的準確

。

2.3 外業航拍

國統區知識女性在憲政運動中的作用………………………………………………………………………………張小云（2.58）

2.4 內業處理、成果質量測評

相關的技術人員在完成對礦山航拍的數據進行分析的工作后，為了能夠更直觀地將礦山整體情況展現出來，技術人員就需要采用Arcgis inpho smart3D等技術軟件，將無人機對礦山搜集到的數據信息進行綜合處理，最后在根據綜合處理的數據信息通過數字正攝影像和三維模型的方式展現出來。質量監測部門就可以通過數字正攝影像和三維模型展現出來的數據信息，結合礦山和地標物實際情況對圖片數據精確度進行大面積的檢查，最終根據檢查結果判斷數據是否真實和項目質量有沒有達到相關的標準要求。

3 低空無人機遙感數據處理

3.1 無人機數據預處理

低空無人機遙感技術在進行數據處理過程中，所采用的算法主要是運動恢復結構方法（SFM），根據同一個測量目標在不同的影像之中存在的約束關系來對相對運動和空間場景的三維結構進行有效的解算，最終實現對正射影像圖（DOM）以及相關區域的數字地表模型（DSM）的獲取。其具體流程如下圖1所示。

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數據預處理需求產生的原因是由于相關無人機在進行礦山的測量過程中，由于自身的飛行姿態、環境等因素會對數據形成不利影響，所以在全面地實施對相關影像特征點的提取與匹配之前，相關人員有必要針對現階段的數據進行消除畸變和消除模糊的處理工作。在不對原有數據之中的各類幾何信息和輻射信息造成損失的前提下，進一步提升現階段信息數據的質量，或是以原始影響為基礎，進行相應的降噪和模糊篩選處理?；贚CD相機標定和畸變校正是比較常用的預處理措施?；贚CD相機標定的措施實施起來較為簡便，且成本較低。在相關的無人機攝影測量過程中，為了對投影中心與像平面坐標的位置進行確定，通常需要對相機內的方位元素進行計算，從而實現對相機的有效標定和建立模型

。通過對無人機相機的標定，可以獲得無人機遙感系統搭載的數碼相機的主點坐標、焦距和光學畸變參數信息，依托對模型的一定程度改正，則可以實現對無人機影像的畸變校正。

3.2 數據后處理

數據獲取是遙感無人機所具備的最為突出的優勢，而要讓無人機所取得遙感影像生成可直觀觀察和分析的內容，則需要進行數據的后處理流程。在數據后處理的過程中，相關的工作包括空三處理、DEM自動提取、快速正射糾正、大范圍正射影像的拼接等內容，具體實施如下：①空三處理。無人機在進行相關遙感信息獲取的過程中，由于其飛行軌跡的影響存在，因而通常會造成重疊現象，且由于處于低空飛行，無人機的高度變化也會造成相關影像在比例尺方面的變化。針對這些問題，在處理過程中可以通過構建立體影像的金字塔影像序列，以SIFT措施對相關情況實施處置。然后可以根據匹配點集中不可避免的錯誤匹配，以RANSAC算法對相關的問題實施有效的剔除，最終確保相關定向元與相鄰影像的有效重疊。在對相關的特征點完成提取與匹配之后，需要進行空三加密處理，該過程中所依托的原理是利用少量的控制點的像方和物方坐標，對無人機數據之中所存在的未知點坐標進行解析，在此基礎上依托已知點對相關影像內容的外方位元素進行求解，從而達到解算相關探測目標的空間位置的目的

。實際實施之中，工作人員需要將現有的各項數據導入到軟件之中，利用軟件對數據的解析能力來完成空三加密；②DEM自動提取。這個環節是確保最終獲取的數據信息具有較高精度的關鍵，在實際工作之中，是依托計算機來對人眼的立體觀察過程進行模擬。相關的初始數據主要為無人機探測過程中所獲取的影像和定向參數，通過對相關影像數據的預處理，完成基于逐級金字塔影像匹準后，相應的數據將能夠形成不規則三角網結構的DEM數據。而為了獲取最終DEM數據，則還需要進行高一級影像匹準，對所存在的粗差進行消除以及對所有的匹配特征單元進行融合，形成最終的DEM；③快速正射糾正?？焖僬浼m正階段，需要利用圖形處理器（GPU）來完成，首先需要依托幾何模型、角點坐標、數字高程模型和地面分解率來對相關影像的空間參數進行計算，構建起虛擬的正射影像。其次則需要采取分塊處理的方式，將已經獲取的虛擬正射影像進行分解，并將相關內容加載至GPU。最后可以實現利用GPU對相關正射影像文件數據進行繪制和輸出；④大范圍正射影像自動拼接。該過程中是將相關的影像數據進行鑲嵌處理的環節，實際開展過程中，采取的是一多邊形求交算法，對所獲取正射影像的公共交集進行獲取，并以影像在交集中的集合比重對等原則為基礎，對實際的接縫進行計算，依托這種方法最終可以實現對多張影像的大規模拼接（見圖2）。