解析無人機航空攝影測量技術在礦山地質環境治理中的應用

師文杰+張文君

（1.青海省有色地質礦產勘查局地質礦產勘查院，青海 西寧 810001；2.青海省第一測繪院，青海 西寧 810001）

摘要：近年來，無人機飛行航攝系統快速發展并取得了廣泛的應用，，無人機攝影測量技術，已經涉及到地質找礦和礦區災害治理等范圍，成為無人機技術發展的另一大行業范疇。無人機航攝在獲取測繪成果的優勢已經越來越明顯。這篇文章將通過實例對無人機攝影測量技術在礦山地質環境中的廣泛運用進行分析，探討無人機攝影測量技術在在礦山地質環境治理中的應用。

關鍵詞：無人機；航空攝影測量技術；礦山地質環境治理

一、 航空遙感傳感器的作用

航空遙感傳感器作為數據采集的主要設備，包括航空相機、攝像機、掃描儀、探測雷達等。最近幾年，伴隨電子技術的不斷更新，數字航攝儀向輕便、小巧的趨勢發展，尤其是數碼相機的分辨率日益提高，把數碼相機裝置在航攝飛機上，能夠收集高分辨率的影像信息，完成影像的數字收集和全數字化處理。目前借助三秒技術在無人機航測遙感系統中的集成應用，使無人機遙感航測系統具備實時觀測和處理遙感數據的能力，不但能有效完成有人駕駛飛機執行的任務，而且適應于有人飛機不宜執行的任務，如遙感航測和危險區域的偵察，需要長航時和定期遙感監測的任務等，航空遙感傳感器在未來的航空攝影測量上將起到越來越重要的作用。

二、無人機攝影測量技術及應用

1.無人機航攝技術的工藝及流程。工程航拍及航測具體操作有以下幾個步驟： （1）通過無人機航攝技術獲取原始數據，并進行像控點測量及基礎控制測量； （2）通過進行空三加密，自動獲取像點坐標，然后經過區域網平差解算，來確定加密點的空間位置和影像的外方位元素。 （3）利用空三加密的結果可以進行三維立體產品的制作，如數字正射影像圖、數字高程模型、以及數字線劃圖。其中數字線劃圖是通過內業立體模型所獲取的地形圖信息，并綜合外業調繪的數據而形成的。最終的數字線劃圖。

2.無人機航空攝影實驗的相關數據。本次在大通煤礦技術人員進行了兩次無人機航攝進行了兩個架次的飛行，航線多達二十五條共布設25條航線，總航程一百六十160公里，獲取了將近18001762張照片資料。相片縱像片航向重疊度為百分之八十80%，橫旁向重疊為百分之四十八48%，旋偏角控制在十五度以求達到理想的立體覆蓋效果15度。

（1）像控點布設方法。一般情況下，像控點的布設可以采用以下兩種方法：，第一是對全球定位系統加密點，在四等全球定位系統控制點上布設地標，第二是利用航片，垂直于航片的正面進行刺點。

（2）像控點測量步驟。像控點的測量可以采用單基站RTK方法進行。首先，在已知點上設站，然后使用原有四等控制點求取整測區七參數，此時需要注意的是在求取七參數時，技術人員應該檢核和優選了已選用已知點的可靠性，保證參數的準確性。移動站采樣間隔為三秒時間，技術人員需要立即測出像控點所在位置的三維坐標，巍峨保證數據的準確性，可以取兩次測量的平面坐標中數和三次高程中數作為測量所得的最后數據結果。

（3）內業數據處理方式。利用無人機拍攝的航空攝影資料和像控結果，在全數字攝影測量工作站軟件需要對無人機拍攝的航空攝影資料以及像控結果進行中完成空中三角測量測算。；然后將空中三角測量成果導進攝影測量工作站，還原立體模型，判讀影像品質，對地物、地貌等要素按照相關要求及規范完成收集，傳送符號化的分幅獲取數據；按照項目設計、相關圖式、規范等技術要求，參照已有成果及正射影像，在二維設計軟件基礎上的圖形編輯軟件軟件上對航拍采集的立體測量的立測采集數據進行圖形初步編輯，、圖勾勒出廓全局的輪廓，形成最后以多種數據格式儲存。

（4）此次數字高程模型制作的大體步驟主要是首先編輯航拍收集的有效數據，然后經過軟件的分析處理將多余的數據直接刪除，直接反生出來，以此來保證模型的精度和數字線劃地圖三維數據一致相同。整個模型制作的作業流程也可以概括為：是先獲取數字線劃地圖的精確的三維立體數據，轉換成繪圖交換文件格式，通過專業軟件實現內插生成地形表面形態屬性信息，最終形成地形表面形態屬性信息。

三、航拍無人機在數字地質環境治理中的實際應用

隨著信息技術被廣泛地運用在各個行業領域，數字地質環境治理也成為是地質環境治理信息化管理的關鍵方式。，但是由于信息化管理其建設急需要基礎地質環境治理的相關基礎信息：，（包括當地地質的遙感影像、地形圖件以及和高程數字模型數據等。），以往采用傳統的技術手段管理會耗費大量的人力、物力、財力，因為周期長、成本高，從而，很大程度上影響了地質環境治理的需求。然而目前使用無人機，即節約了時間、減少了勞動力支出，可以及時獲取這些成果，第一時間獲取清晰圖形，最大程度上的滿足了數字化治理的需求。符合地質環境治理的要求。

無人機拍攝的影像資料還可以為地質環境資源保護與利用提供的有效的監測措施及方法。由于礦山礦產資源的不可再生性和稀缺性的特征導致現在，使得礦產資源愈發越來越稀有和稀有，特別近年來出現眾多胡亂開采、隨意挖礦山的惡劣行徑，尤其是有一些無證開采的礦山的現象，單純憑借人力監管已發揮不出有效作用，，因此也給資源的合理利用帶來了管理與開發的難題。，這就需要這個時候在管理和檢測上利用一些高科技的技術手段就顯得尤為重要了。才能做到有效管理。，無人機技術的產生發展給資源管理帶來了曙光和希望，相關人員可以通過運用無人機拍攝的影像資料技術能夠實現拍攝進行調查取證，實現空中監視，并能有效的實現最大限度的加大對國家資源的監管，在一定程度上有力地打擊了不法分子合法開采礦產資源的違法活動，。從而達到維護和保護地質環境的最終目的。

通過文檔對象模型能夠直接觀測出礦山治理前后的變化情況，以前傳統的測繪方法只能給我們提供單一的地形圖，無人機航測不僅能提供地形圖，而且還能提供文檔對象模型、數字高程模型等數據結果。利用綜合使用這幾種成果，成績斐然。而且無人機航攝測繪大比例尺地形圖能夠滿足該礦區的規范標準，在今后的礦山治理和“數字礦山”的建設中將會發揮更重要的影響。

參考文獻

[1]張祖勛，張劍清.數字攝影測量學.武漢大學出版社，2012.

[2]張啟元，鄭永虎等.高原無人機航測技術.青海民族出版社.2013.