淺談無人機測量技術在煤田滅火工作中的應用

徐巖

【摘 要】無人機測量系統作為一項空間數據獲取的重要手段，憑借其自身機動靈活、高效快速、成本低廉的優勢，目前在國家基本比例尺地形圖測繪、空間數據庫建設、地理信息數據快速獲取等方面已起到越來越重要的作用。本文簡要談論無人機測量技術在煤田滅火工程中地形圖測量的應用，并簡單闡述無人機測量技術的原理及其優勢。無人機測量技術可以高效、快速地完成煤田滅火工程中地形圖測繪的任務，在“短、平、快”的項目工程中凸顯出極大優勢。

【關鍵詞】無人機測量；煤田滅火工程測量；地形測量；應用

一、前言

我國一個是富煤、貧油、少氣的國家，所以在經濟發展過程中煤炭資源仍起著非常重要的作用。煤炭資源自燃、煤田發生火災的情況一直都存在，不僅會造成自然資源的流失、給國家帶來巨大的經濟損失，而且會污染大氣環境，毀壞國土資源，對社會經濟及生態環境造成巨大的危害。因此煤田滅火工作是一項保護煤炭資源、保護生態環境的重要的公益性事業，是一項功在當代、利在千秋的偉業。本文對無人機測量技術在煤田滅火工程中地形圖測量的應用談幾點粗淺的認識。

二、無人機測量技術分析

（一）無人機測量系統組成

無人機攝影測量系統主要包括兩個組成部分，即硬件系統及其軟件系統，硬件系統主要包括監控系統、地面站設備、機載系統、航攝設備及其無人機系統幾個組成部分；軟件系統主要包括飛行控制、數據處理、遠程監控、攝影檢查以及航線規劃幾個部分。目前來說，無人機測量技術主要包括的功能有：拍攝區段、獲取數據及其進行數字化測圖，無人機測量技術能夠獲取更加精準的測量點，保障測量與預先方案的統一與協調，其操作流程極為簡便，適用于多種區段的測量工程中。

（二）無人機測量技術的原理

無人機測量技術的基本工作原理為光線的直線傳播及光線的空間交會，明確其三維坐標，同時獲取具備代表性的能夠用于描述地形的數據信息，之后通過數據的實時錄入，以計算機分析及其處理所得數據，然后通過繪圖系統顯示原始地形中的地形圖，完成地形測繪的基本任務。無人機拍攝的單像片測圖原理即中心投影的透視變換，立體測圖的基本原理即幾何反轉。

三、無人機測量技術在煤田滅火工程中的應用和優勢

（一）無人機測量技術在煤田滅火工程中的應用

煤田滅火工程現階段呈現出范圍廣、地形復雜、工期緊的特點，對測量工作提出了更高的要求。因此，借助新技術、新工藝來滿足煤田滅火工程任務重、時間短、質量高的需要顯得極為迫切。無人機測量技術可貫穿應用在煤田滅火工程整個項目過程中。在短的時間內能獲得最大的效果與利益，不僅表現在時間方面的優勢，而且可以有效的提高數據的精確度，確保煤田滅火工作高效有序的開展。以烏魯木齊縣名佳煤礦火區詳勘為例，本次采用的無人機為華測P550六旋翼機型，搭載索尼E500微單相機進行拍攝，在測區內布設6個控制點和5個檢查點，共布設15條航線，只利用一天的時間就完成了整個測區的航片拍攝和相控點的刺點工作，相比于傳統的全站儀和RTK地形圖測量方法，大大減少了外業工作的時間，提高了效率。經過一周的時間進行內業數據處理和數字化成圖，共完成1.28km2的地形圖成圖工作，并建立出火區的三維模型。

（二）無人機測量技術在煤田滅火工程中體現出的優勢

1）測量的可辨識性高：無人機在低空飛行的情況下，能夠清晰識別煤田火區的地形情況，具有較高的可辨識性。能夠很好的彌補衛星影像時相性不足的缺點，部分煤田火區沒有近期拍攝的衛星影像，無法運用衛星影像來進行地形圖數字化成圖的工作。

2）測量的靈活性：無人機的測量靈活性較為突出，煤田火區在山地、丘陵地區較多，在不方便測量人員進入的火區中，無人機也可以正常實施測量工作，有效縮減了測量時間，間接縮減運轉成本。相比于常規航空攝影技術受空域協調、起降場地選取、天氣等因素的影響較大，缺乏機動快速能力，無人機測量的靈活性高也體現的非常明顯。

3）降低測量成本：相比于傳統的人工測量模式，無人機測量技術可以高效、快速地完成煤田滅火工程中的測量任務，能夠縮短作業周期、減少人力投入、降低測量成本。

4）生成煤田火區的三維模型：1）在三維模型的基礎上，可以查明煤田火區的地形地貌，可以進行簡單的測量計算，對施工方案規劃起到很大的作用。2）可以查明地質構造，火區內會有斷層、裂縫等的發育，部分可見，對于延伸較遠的構造可在模型中較完整的呈現，一定程度上可以減小滅火施工過程中的安全風險。3）變化對比，確定固定周期對火區進行三維建模，幾個周期的模型進行對比，查看變化，對于工程可考察施工進度和效率。4）計算土方量，預計工程規模，利用無人機傾斜攝影的建模，可以量測開挖地點的距離、寬度及厚度，可以估算土方量的大小，預算工程的規模和難度。

四、結束語

煤田滅火工作是一項造福于人民的偉大事業，新疆“2016年-2025年煤田滅火工作的十年計劃”已獲得國家的批準和支持，煤田滅火工作任務重時間緊，因此需要我們在煤田滅火工作中要改進工作方法，引用先進的技術來提高工作效率，無人機測量技術能很好的提高煤田滅火工程中測量工作的效率。但需要明確的是，現階段無人機測量技術仍然存在一定的局限性，隨著無人機測量技術的快速進步，相關設計人員應當逐步完善其軟件及其硬件，不斷優化測量流程，實現無人機測量技術在煤田滅火工作中的規范發展。

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