無人機航測系統在礦山地形測量中的應用探究

寇天新

（中國建筑材料工業地質勘查中心青海總隊，青海 西寧 810001）

當前隨著無人機遙感技術的普及，對我國各個領域的工作效率的提高有著積極的影響，無人機航測技術在實際工作中被應用也體現了我國科技的良好發展必然會帶領著各個行業的進步。無人機航測相較于人機航測的益處就在于，具備更優秀的隱蔽效果，在操作技術方面更加的方便，能夠最大化的節約成本，出現故障的概率更低，工作的范圍更廣，不易受到外界地形和天氣因素的干擾，在傳輸數據和成像方面的工作效率更快。并且因為無人機主要是通過遙控器遠程控制，與礦山表面山體的距離可以最大限度的縮短，以便拍攝的成果更具高分辨率。無人機航測的眾多優勢也受到了各行業工作人員的青睞。

1 無人機航測的概況

無人機航測及時在二十世紀就已經研發出來了，但是因為經濟以及科技發展的局限性，導致無人機航測投入到實際工作的成本太高，但是時代的變遷促使了科學的進步，該技術的研究成果更加的符合普及的要求，又因為無人機航測具有其他技術難以媲美的優點，所以在現階段在測量礦山地形上優先選用無人機。無人機航測具有著靈活性大、成本低等優點，對復雜地形例如狹窄地段的檢測工作效率更高，安裝的高分辨率鏡頭會最大限度的記錄礦山內部的情況，對礦山工作人員對地形的分析有很大的幫助。無人機航測只需要遠程遙控就可以工作，個體較小，礦山地形對其影響不大，以往惡劣天氣會對人機工作造成的影響在無人機上體現不出來，人工不能進入的礦山地區可以通過簡單的操作查看清楚，記錄的數據也方便工作人員的檢測結果更加的準確。無人機航測在工作效率方面超出人工許多倍，還能夠避免礦山地形記錄工作對工作人員的人身安全造成的影響，無人機的優秀質量也使得它不易被損壞，避免了在礦山地形測量上不必要的成本浪費[1，2]。

2 無人機航測在礦山測量中的項目任務

因為無人機航測所具備的眾多優點，以及可運用的范圍廣泛，使得在礦山的測量方面無人機航測作為最主要的技術，為礦山地形的測量精準度提供了保障。開發礦山的首要工作就是要全面的了解礦山的地形，所以測量地形是必不可免的，對礦山的施工計劃有著重要的影響。并且因為礦山地形的測量最重要的就是確保精準度，所以引入無人機航測來代替人工測量技術。測量礦山地形還需要測量數據，可以利用設置地面控制點確保無人機在規定的測量范圍內的數據更加準確。在確定項目任務的前提工作就是測量礦山地形和海拔高度，務必要以實際情況為依據設計最高效的航測計劃，在擬定航測計劃也要依從礦山地形情況。

3 無人機航測技術的優勢

無人機航測技術屬于新興的航測技術，與人機測量技術相比，因為遙感控制方式使得運用的范圍不會受到礦山地形的限制，在一定程度上節約了時間和設備的成本。

3.1 應急性能好

在礦山地形的測量過程是一項復雜且龐大的工作，在測量時往往會因為意外因素導致工作進度受到影響。所以能夠及時的解決意外事件，就需要具備良好的應急反應。之前的人機航測方式具備著多種的局限性，在意外因素突然產生時沒有辦法能夠積極的將其解決，導致礦山測量成本加重，對工作人員的安全也有一定的影響。但是運用無人機航測技術，能夠最大限度的降低意外產生的影響，解決問題只需要及時的落到平整的地面，避免了不必要的人工和資金上的消耗。

3.2 作業周期短

設備的飛行高度對作業的周期有著最直接的影響，一般情況下需要將高度限制在1000米，較短的高度極大的降低了飛行對空域的需求，沒有必要提交空域申請，對工作效率的提升有著極大的幫助，也間接的降低了工作的阻礙，促進了作業周期盡可能的縮短。

3.3 收集數據信息精準

對于人機航測進入不了的礦山區域，無人機航測能夠輕松的進行探測，又因為無人機上安裝的相機具備較高的分辨率，也使得拍攝的影響更加清晰，礦山地形的測量數據也更加的精準，對工作效率的提高有積極的幫助效果。

3.4 操作方便

無人機的體型與人機相比更小，在航測水平上也有著較大的優勢。在礦山的測量工作中無人機更加的方便運輸攜帶，同時也沒有過高的操作要求，專業人員只要經過訓練就能夠很快的使用。

3.5 節約成本

因為無人機體型較小以及利用遙控器控制的操作方式，使得設備成本以及人工成本都能夠最大限度的減少，減少了在礦山地形航測上的資金消耗，對工作人員的生命安全給予了保障。

4 無人機航測項目實施情況

在實施航測項目之前，對測量地區的地勢、高度等都需要進行細致的調查，航線的設計也包括在內。確保航線在數量、分辨率等方面的精準度達到保障，進而制作更加完善合理的航線計劃。在地面控制方面，需要相關的規定，根據航測地區的實際地形特點完成布設，盡可能的確保航測地區全部覆蓋。

5 無人機航測系統在礦山地質測量中的主要步驟與方法

5.1 相機像控點布設

運用無人機航測技術的前提工作是對其鏡頭位置進行規定，在布置相機像空點時，可以采用衛星定位方法達到布控目的。一切準備工作就緒之后，需要礦山測量的專業人員對安裝相機的無人機進行必要的檢查，確保相機的鏡頭沒有破損，相機運行正常，保障了無人機實施礦山地形勘測工作時相機拍攝的更加清楚。

5.2 無人機攝影

對無人機安裝定位系統是十分有必要的，能夠最大限度的幫助無人機在規定時間內到達指定的控點位置實施拍攝工作。在開始工作之前為了確保拍攝工作順利，需要加大無人機的調試工作，在一定程度上能夠降低無人拍攝的影像不清晰的現象出現。

5.3 處理正射影像圖

無人機完成拍攝任務之后，需要工作人員利用專業軟件生成正射影像圖，并且經過詳細的處理方位元素，找出三維點，進一步的完善無人機航測的圖像。專業人員在對正射影響圖進行制作工作是，務必要保持著謹慎的態度，確保圖像的精準度，對測量數據的準確度給予一定的保障。

5.4 可視模型制作

可以利用可視模型來細致的分析三維圖像。并且可視模型的優先在于，專業人員能夠加深對礦山地形的直觀了解程度，參考到周圍地區人文與區域環境，對無人機航測工作有著一定的作用。

5.5 空三加密計算

無人機航測完成礦山礦山地區的測量工作之后，專業人員可以合理的運用解析方式，將加密點的坐標更加精準的確定下來，對相片數據進行分析，使得框坐標殘值保持著趨近于零的絕對值。礦山地形的測量數據需要及時的處理分析，最大限度的降低差錯。在進行加密計算工作時，工作人員可以利用平差等方式來降低外在因素對礦山山體測量結果造成的誤差影響，保障數據結果更具精準性。

5.6 外業測繪與內業測圖

運用無人機航測技術對礦山地形進行測量，要確保各處的細節做到位，例如標明礦山的高度和寬度等，使得無人機所取得的測量成果更加的精準，間接的保障礦山地形的測量結果。將測量范圍內設置的布控點的作為參考依據，運用更加專業化的方式進行計算，避免測圖與實際地形出入太大，如若出現相差較大的問題，需要及時的利用無人機再次測量。

6 結語

科技的發展也帶動著無人機航測技術向更先進的方面前進，又因為該技術具備著其他技術難以匹及的優勢，促使了在礦山地形的測量方面的專業人員更青睞于無人機航測技術，能夠很大程度上降低了人工成本以及不必要的設備損耗，給予的測量工作人員人身安全的保障。