遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)測量中的應(yīng)用

李其美

（張掖市土地規(guī)劃勘測院，甘肅 張掖 734000）

遙感技術(shù)是一種遠(yuǎn)程檢測與探測技術(shù)，興起于20世紀(jì)70年代。1982年，搭載MAA傳感器的Lindast-3衛(wèi)星的發(fā)射，標(biāo)志著遙感技術(shù)時(shí)代的開始。遙感技術(shù)可以不用接觸待測物體而從物體反射出來的電磁波中提取到所需要物體參數(shù)，主要利用無人機(jī)與傳感器采集到待測物體有關(guān)的數(shù)據(jù)，并運(yùn)用獨(dú)特的數(shù)據(jù)處理方法與特征提取方法，實(shí)現(xiàn)對物質(zhì)的測量。由于該技術(shù)測量效率高、精準(zhǔn)度高、測量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)全天候測量，并且受氣候、自然條件等因素影響較小，該技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到各個(gè)測量領(lǐng)域中，礦山地質(zhì)測量是遙感技術(shù)在地質(zhì)測量中的重要應(yīng)用內(nèi)容，自20世紀(jì)90年代以來對礦山地質(zhì)參數(shù)的遙感測量逐漸開始發(fā)展[1]。隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦山地質(zhì)測量工作量逐漸增加，傳統(tǒng)的測量方法由于測量效率低、測量誤差大，已經(jīng)無法滿足礦山地質(zhì)測量需求。所以此次將遙感技術(shù)應(yīng)用到礦山地質(zhì)測量中，形成一種基于遙感技術(shù)的礦山地質(zhì)測量方法，提高礦山地質(zhì)測量精度，減少測量誤差，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 基于遙感技術(shù)的礦山地質(zhì)測量方法

此次將遙感技術(shù)應(yīng)用到礦山地質(zhì)測量中，形成一種基于遙感技術(shù)的礦山地質(zhì)測量方法。首先通過無人機(jī)與傳感器采集到礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)，然后對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理，最后通過數(shù)據(jù)分析，獲取到礦山地質(zhì)測量結(jié)果，以此實(shí)現(xiàn)了基于遙感技術(shù)的礦山地質(zhì)測量，下面分別從礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)采集、處理、分析三部分，對該方法進(jìn)行了詳細(xì)說明。

1.1 礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)采集

礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)的采集是基于遙感技術(shù)的礦山地質(zhì)測量方法的基礎(chǔ)部分，為后期礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)的處理和分析提供依據(jù)。遙感技術(shù)最大的特點(diǎn)在于該技術(shù)巧妙了將無人機(jī)與傳感器結(jié)合在一起，利用二者的設(shè)備功能有效的采集到礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)。在礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)采集過程中，需要根據(jù)礦山的地形特征對無人機(jī)與傳感器的參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，其中包括激光點(diǎn)頻、凈空高度、掃描電機(jī)、飛行速度以及橫縱向點(diǎn)距，以此保證獲取到的礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。遙感技術(shù)對采點(diǎn)地形數(shù)據(jù)獲取主要是通過無人機(jī)向礦山地表發(fā)射出激光沖脈，當(dāng)激光沖脈到達(dá)地面后利用傳感器將激光沖脈的反射信息進(jìn)行接收，同時(shí)運(yùn)用GPS裝置確定傳感器地理位置，然后通過IMU慣性測量裝置檢測無人機(jī)的實(shí)時(shí)姿態(tài)數(shù)據(jù)，獲得所有激光沖脈與地面接觸的空間三維坐標(biāo)，最后運(yùn)用分類技術(shù)將于礦山地質(zhì)無關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行移除，其中包括地表建筑物、覆蓋物、植被等坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以此完成遙感技術(shù)對礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)的獲取。

1.2 礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)處理

當(dāng)傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫后，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由于無人機(jī)拍攝過程中會(huì)受到天氣、安裝誤差的影響，導(dǎo)致采集到的數(shù)據(jù)中存在一部分無效、亂碼、重復(fù)數(shù)據(jù)，為了減少后續(xù)礦山地質(zhì)分析的工作量，必須要將無效、亂碼、重復(fù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除。由于遙感技術(shù)采集到的數(shù)據(jù)都是以激光信號(hào)的形式存在，所以在將一些無用的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除之后，還需要將剩下的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，為后期的礦山地質(zhì)特征提取提供方便[2]。除此之外，無人機(jī)在航拍過程中還會(huì)受到太陽光折射的影響，導(dǎo)致有一部分影像數(shù)據(jù)存在光色不均的問題，所以需要依照在圖像重疊內(nèi)相同的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行圖像修補(bǔ)，其中包括圖像顏色、對比度、明暗度等，以此保證采集到礦產(chǎn)地質(zhì)數(shù)據(jù)的有效性和精準(zhǔn)度。最后將剩余的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，同時(shí)將部分礦山地質(zhì)信息不明確的數(shù)據(jù)給予剔除，將數(shù)據(jù)文件控制到最少，以此完成了礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)處理。

1.3 礦山地質(zhì)特征提取

在對礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)處理后，需要運(yùn)用GBH高精度圖像特征提取技術(shù)對礦山地質(zhì)有關(guān)的紋理特征最佳的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，并且通過計(jì)算機(jī)將各個(gè)角度的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，然后對礦山地質(zhì)進(jìn)行不同角度的紋理映射，組建一個(gè)三維立體的礦山地質(zhì)模型，最終實(shí)現(xiàn)了遙感技術(shù)對礦山地質(zhì)的有效測量。

2 實(shí)驗(yàn)

此次提出了一種基于遙感技術(shù)的礦山地質(zhì)測量方法，為了證明該方面能夠更好的滿足礦山地質(zhì)測量需求，將其與傳統(tǒng)方法進(jìn)行對比。此次選取某礦山作為測量對象，以G-08無人機(jī)作為礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，下表為無人機(jī)參數(shù)設(shè)置。

表1 無人機(jī)參數(shù)設(shè)置

礦產(chǎn)地形三維坐標(biāo)/（x，y，z） （15，750，180）無人機(jī)數(shù)量/臺(tái) 10拍攝時(shí)間/d 2.9像控點(diǎn)數(shù)/個(gè) 35影響分辨率/m 0.068

此次實(shí)驗(yàn)運(yùn)用兩種方法對礦山地質(zhì)進(jìn)行測量，平均將礦山分為五部分，分五次完成礦山地質(zhì)測量任務(wù)，對比兩種方法的測量誤差。

此次提出的基于遙感技術(shù)的礦山地質(zhì)測量方法平均測量誤差為6.5%，比傳統(tǒng)方法低將近11%左右，說明基于遙感技術(shù)的礦山地質(zhì)測量方法能夠更好的滿足礦山地質(zhì)測量需求。

3 結(jié)語

此次將遙感技術(shù)應(yīng)用到礦山地質(zhì)測量中，有效降低了礦山地質(zhì)測量誤差，保證了測量精度，同時(shí)由于無人機(jī)與傳感器的應(yīng)用提高的礦山地質(zhì)測量效率。目前該方法未得到大量實(shí)際操作，并且遙感技術(shù)還不夠成熟，此次提出的方法還存在一些不足之處，需要在今后的應(yīng)用過程中，對該方法進(jìn)行不斷完善，為礦山地質(zhì)測量提供理論依據(jù)。