無人機航空攝影測量技術在礦山地質環境治理中的應用

劉映

（湖州中核勘測規劃設計有限公司，浙江 湖州 313000）

摘要：礦區的地質環境復雜，在礦區開采中，首先受到制約的因素是開采區的地質地貌、土壤基層、地質構造等地質環境條件。通過外業無人機航飛獲取高分辨率遙感影像，開展無人機航測遙感影像處理、解譯研究，得到更加準確的數據，對全面治理、研究和保護礦山地區的地質環境具有非常重要的意義。實踐研究表明，無人機航空攝影技術在礦山地質環境治理中，具有明顯的優勢。

關鍵詞：無人機；航空攝影測量技術；地質環境

無人機航攝系統，是以無人機為飛行平臺，利用高分辨率相機獲取遙感影像，它具有體積小、機動靈活、快速高效、作業成本低、使用范圍廣、操作維護簡單等特點，在獲取小區域高分辨率影像方面具有明顯優勢。隨著輕型低空無人機技術的發展和無人機自動駕駛技術的不斷成熟，把無人機飛行航拍攝影技術與對礦山地區的地質測量技術相互結合在一起，能夠解決礦山區環境多樣化的局限性，利用遙感技術進行礦山地質環境治理已成為發展趨勢。

1 現階段無人機航空攝影測量技術的發展

現階段，隨著電子信息技術的發展，數字航拍儀在尺寸、重量，以及材料的選用上也都有了較大的改進，特別是數碼拍攝機器的分辨率也越來越高，把這種攝像技術裝載在航拍飛行測量器上，能夠獲得較高清晰度和分辨率的影像和數據。同時，無人機在面對現場不同的地質環境條件和變化能夠通過遙感控制做出快速的反應及應對措施，完成人工駕駛和人工測量所不能完成的任務，同時，對于有危險隱患的地質環境也能夠較大幅度的規避風險。

2 無人機航空攝影測量技術的應用及技術重點

2.1無人機航空攝影測量技術的實際操作流程

通過無人機航空攝影測量技術對現場的環境進行原始數據的測量和分析，同時，進行網格數字化的控制點和控制量的測量。通過對區域內在網格上顯示的坐標來計算出需要加密的區域和位置，完成系統化的數字影像測量圖，數字信息網格圖，數字模型圖等，并結合外業調繪的信息達成最終的一個完整數據在圖紙上呈現。無人機航空攝影測量技術數字通信結構圖如圖1：

2.2無人機航空攝影測量技術的技術重點

①無人機航空拍攝技術。主要是采用飛機搭載無人攝像系統所完成的，通過對航空攝影圖像的選用及項目規劃所涉及到的地形圖進行對比，獲取對現場環境和地質條件的更為真實精準的數據信息。

②像控點測量技術。像控點的測量布設采用兩種方法，一是在四等GPS控制點上布設地標，二是利用航片進行刺點。在無人機航攝系統進行航空攝影當日，在四等GPS控制點上布設9個地標點。在完成航空攝影后，選刺像控點時按航向間兩相鄰控制點的間隔跨度不超過6-7張影像，旁向間兩相鄰控制點的間隔跨度不超過3條航線，共計布設209個像控點。

③空三加密技術。由于無人機搭載的相機是非量測相機，所以在進行空三加密前必須對原始的影像進行畸變糾正，然后再進行自由網平差。在自由網平差過程中，通過剔除粗差和精細匹配，調整同名像點的精度，確保同名像點誤差均小于半個像素值，同時檢查測區中同名像點的分布情況，使其均勻分布，并在連接不好的區域手動添加連接點，保證模型間有足夠的連接強度，最后進行該測區的區域網平差，無人機高精度測繪全流程圖如圖2：

④DOM、DEM制作。利用像素工廠Pixel Factory進行彩色正射影像圖的制作，該系統直接利用前期的空三成果生成立體模型，輸出若干塊塊狀的數字正射影像，將這些塊狀影像勻光調整后（保證后期制作的DOM影像顏色均勻、無較大色差），像素工廠即可自動生成高分辨率的數字地表模型（DSM），并將其自動過濾得到數字高程模型，由DSM、DEM自動生成拼接線，利用DEM對原始影像進行正射糾正，由拼接線對整個測區的正射影像進行無縫無變形的拼接，參考前期勻色制作的影像快視圖，將整個拼接好的影像進行自動勻色，即可完成DEM、DEM的制作，之后就可按照要求的標準分幅大小進行影像的裁切、整飾并出圖。

⑤全數字化立體測圖 。全數字化立體測圖采用適普的VirtuoZo NT全數字攝影測量系統完成，采用空三成果所恢復的立體模型進行測圖，之后進行立體模型套合抽樣檢查，并通過DLG與DOM疊合，采用3D模塊檢查地物與高程一致性，檢查平面與高程是否有異常及突變的地方，并返回立體模型下重新采集并核對。

結論：綜上所述，航測成果不受地形條件的限制，精度均勻，對微地貌的表示比較逼真，可以從整體上提高地形圖的精度。在收集以往地形、影像、地質災害以及煤礦開采等資料的基礎上，結合無人機航飛獲取高分辨率遙感影像，準確的完成礦山地質環境治理工作，極大地推進了地質測量技術的發展，有力地提高了地質測量的精確度和測量速度。

參考文獻

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