淺談無人機在礦山地形圖測量與成圖過程中的應用

錢小波

（中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計研究院有限公司，云南 昆明 650000）

在礦山地形圖測量以及成圖過程中，基本上都是通過傳統(tǒng)航測法對數(shù)據(jù)進行獲取，實踐過程中，主要就是借助大飛機搭載航拍儀，對地面進行攝影，并開展相關(guān)的內(nèi)業(yè)處理工作。但這只是針對于大的測量區(qū)域而言，對于一些小的區(qū)域，很難對大飛機進行應用，這主要是因為大飛機不僅成本高昂，且周期較長，因此直接限制了其應用。鑒于上述情況，無人機應運而生，它有效彌補了大飛機的不足和局限，且航空拍攝范圍也更加巨大，實踐效果十分顯著。

1 無人機應用配置分析

在對無人機進行應用的過程中，需要根據(jù)項目要求，對人力資源以及設(shè)備進行合理配置，以確保作業(yè)的順利開展。以某測繪項目為例，該項目面積約3835402m2，寬度約2458m，長度約1647m，該測量區(qū)域地形復雜，海拔范圍在970m～4100m，屬于中溫帶區(qū)域氣候，由于測量區(qū)域氣候復雜多變，因此也給測量作業(yè)的開展增加了難度。若采用常規(guī)化的測量方法，那么很難在規(guī)定時間內(nèi)保持保量的完成測量任務，同時也不能夠?qū)y量區(qū)域內(nèi)的植被、交通等狀況進行直觀展現(xiàn)。在此情況下，決定采用無人機航拍系統(tǒng)，它能夠?qū)Ω叻直媛蕯?shù)字影像進行快速、精準的獲取，但是在具體作業(yè)過程中，由于無人機質(zhì)量較輕，因此可能會受到低空氣流的干擾和影響，從而出現(xiàn)測量誤差，此外，由于重疊度的設(shè)計問題，很容易產(chǎn)生航拍漏洞。鑒于上述情況，相關(guān)技術(shù)人員在查閱了以往的資料、數(shù)據(jù)之后，決定在采集信息、數(shù)據(jù)的過程中，采用手動+自動的方式，它能夠在實踐過程中，自動化的排除無用信息，實踐效果更加顯著，能夠確保所獲取信息數(shù)據(jù)的精準、高效[1]。

在經(jīng)過一系列綜合分析之后，最終設(shè)定一下參數(shù)：相對航高：設(shè)定為1000m；GSD：設(shè)定為0.14m；航向重疊度：設(shè)定為45%。在本次航拍作業(yè)中，飛行架次總計24個，因此也設(shè)計了航線24條，獲取影像總計1960條。在本次無人機測量作業(yè)中，共投入人力4人，并在三天之內(nèi)完成了外業(yè)測繪任務。在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理工作中，共投入4人，同樣在三天之內(nèi)完成了相應的工作任務。總作業(yè)時長為6天，就保質(zhì)保量的完成了所有的測繪工作[2]。

2 礦山地形圖測量以及無人機在成圖過程中的實際應用

2.1 外業(yè)測量

首先，無人機能夠?qū)崿F(xiàn)航拍相機參數(shù)、POS數(shù)據(jù)以及航拍影像的有效融合，在經(jīng)過一系列的加工處理之后，將其傳輸至加密系統(tǒng)；其次，在加密系統(tǒng)中，在外界控制模式引導之下，借助自由網(wǎng)PATB平差，能夠為數(shù)據(jù)信息的精準性提供良好保障；最后，及時的將加密數(shù)據(jù)輸出，在完成航拍測量工作之后，可借助相關(guān)平臺導出POS數(shù)據(jù)，之后對影像的質(zhì)量以及數(shù)據(jù)的重疊度進行檢查。無人機在測量的過程中，其工作流程具體如下：第一，對技術(shù)路線進行制定，在具體實踐過程中，主要就是借助數(shù)據(jù)采集、影片控制測量、基礎(chǔ)控制測量等方式，對DOM數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)以及DLG數(shù)據(jù)進行獲取。第二，測量像控點，正常情況下，對于測量像控點的位置，一般會采取RTK動態(tài)測量法、快速靜態(tài)測量法等，獲取高程數(shù)據(jù)[3]。在對像控點進行布置的過程中，一般需要根據(jù)單條航線3～4條的基線標準，對1對點進行設(shè)置，從而更好的滿足設(shè)計要求，通過布點，能夠?qū)Τ蓤D的范圍進行控制，確保接頭位置不出現(xiàn)漏洞，刺孔的直徑以及刺點的誤差，都應保持在0.1mm以內(nèi)[4]。

2.2 數(shù)據(jù)處理以及成像

第一，解析空中三角測量，在具體工作中，相關(guān)工作人員可以借助全數(shù)字攝影測量工作站，之后再經(jīng)過其他的一系列流程，具體如像控點測量、像點連接等流程，對DOM數(shù)據(jù)生成以及空中三角測量加密自動化完成。對于相機文件和控制點文件，也要進行檢查，在確保其沒有任何誤差之后，再開始像控點測量。第二，外業(yè)調(diào)繪，在具體操作的過程中，主要對全野外調(diào)繪法進行應用，之后借助航空影像，對DEM數(shù)據(jù)進行生成。第三，地形圖數(shù)據(jù)的采集與處理，也要借助全數(shù)字攝影測量工作站，對數(shù)據(jù)進行收集，所選用的模型對象：自動恢復模型，以實現(xiàn)立體化、全方位圖形測量，從根本上杜絕二次誤差問題，為測圖的精準性提供保障。在采集工作正式開始之前，通常還要開展空三精度檢查工作，之后通過像控點進行檢測，在保證其達到一定的精度要求后，再依次開展后續(xù)的作業(yè)。第四，生成DOM和DEM，在此過程中，主要就是通過相關(guān)軟件對DEM進行制作，同時確保其制作精度能夠與處理和編輯后的地形圖數(shù)據(jù)保持一致，在完成上述所有操作之后，還要再次借助專用軟件，對正攝影影像進行制作，在這一流程中，需要妥善做好技術(shù)把控工作，以免出現(xiàn)誤差的問題[5]。

2.3 無人機測量結(jié)果

在測繪項目當中，通過網(wǎng)絡RTK定位法在測量區(qū)內(nèi)部的實踐應用，能夠?qū)崿F(xiàn)對多個檢測點的有效測量，同時還能夠在DLG成果中導入所有檢查點，開展全面檢測工作。如果測繪區(qū)域地形陡峭，地勢復雜，地物較少，一般只進行高程精度檢查，選擇在容易對特征點進行判斷的區(qū)域分布，開展相關(guān)的數(shù)據(jù)采取作業(yè)，之后將測點的位置在圖紙上清晰明確的標注出來，這樣也能夠為后續(xù)的數(shù)據(jù)對比工作提供便利條件[6]。在該項目中，一共檢測到高程點215個，在高程當中，誤差值基本能夠維持在0.155m左右，最大誤差達到0.270m。在本次無人機測量作業(yè)中，共投入人力4人，并在三天之內(nèi)完成了外業(yè)測繪任務。在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理工作中，共投入4人，同樣在三天之內(nèi)完成了相應的工作任務。總作業(yè)時長為6天，就保質(zhì)保量的完成了所有的測繪工作。

3 結(jié)語

綜上所述，本文主要對無人機應用配置進行了簡要分析，同時對礦山地形圖測量以及無人機在成圖過程中的實踐應用進行了研究，總之，無人機的應用，彌補了傳統(tǒng)測量模式的缺陷和不足，能夠有效滿足小區(qū)測量的工作需求，同時還能夠為所獲取數(shù)據(jù)的真實性和客觀性提供保障，只要工作人員能夠嚴格按照流程進行操作，就能夠充分凸顯無人機的應用價值，同時還能夠為地形圖的制作精準度提供保障，從而更好的滿足生產(chǎn)需求和設(shè)計需求，最大限度的凸顯無人機測量的優(yōu)勢。