無人機測繪在礦山測繪中的應用

高清勇

（貴州省有色金屬和核工業地質勘查局五總隊，貴州 安順 561000）

伴隨3S技術的快速進步，無人機航測逐漸得到了人們的重視，并在多個領域中得到有效應用。對于礦山測繪而言，測繪技術直接影響資源的開發效果以及資源的利用率，特別是對于露天資源而言，如果能夠對其進行合理化應用，將會有效推動礦山測繪工作順利發展。因此，相關人員需要做好分析工作，充分發揮其優勢，確保技術的應用效果能夠達到預期目標。

1 無人機測繪技術的主要優勢

1.1 分辨率方面的優勢

對于無人機航測來說，其本身便是一種綜合型技術，主要包括定位、圖像融合以及無人機等。基于現代化高精定位的方式，其確保圖像的融合效果有所提高，進而使得實際獲得的影像資料有著非常高的分辨率。通過統計能夠發現，基本上已經達到了厘米級別，確保所有處理工作更具精確性特點。除此之外，相比于早期的測繪方案，通過應用無人機航測的方式，可以有效防止測繪誤差出現，原本工作人員無法到達的區域也能夠前往。因此，該技術通常更適合應用在一些整體面積過大或者地貌較為復雜的區域[1]。

1.2 采集效率方面的優勢

在應用無人機航測技術的過程中，外業數據采集基本上都以航拍的方式居多，也就是在較短的時間內，快速完成影像資料獲取。相比于早期的測繪模式，該技術在實際進行測繪工作的時候，需要花費的時間僅僅只有3～7d。由此可以發現，不僅采集的效率得到了大幅度提升，而且測量周期也有所減少。

1.3 數據處理方面的優勢

不論是早期的測繪技術還是當前全新的測繪技術，都需要進行相應的數據處理工作。相比于早期的技術，無人機航測最大的特色便是數據處理的速度非常快，主要體現在3個方面：（1）在進行數據獲取的時候，應用的方法基本上都以航拍和POS數據為主，無需手動進行錄入；（2）數據資料本身便具有傳統的坐標系統，因此無需多次轉換頻次；（3）所有數據資料的格式都完全統一，僅僅只需要簡單處理就能夠直接使用。

1.4 經濟效益方面的優勢

（1）該技術有著較強的現代化特點，通過多項技術融合之后，能夠有效提升測繪的速度，縮短測繪周期，提升社會效益；（2）該技術能夠有效縮短測繪周期，實現了單位時間內高效測繪的基本目標，確保所有設備都能夠得到有效利用，進而提升了經濟效益[2]。

2 無人機測繪工作的全部流程

2.1 資料收集和整理

在接收到任務之后，首要工作便是對當前調查工作的基本目標和任務進行全面分析，了解所有需要應用的航測設備，明確基礎飛行平臺；之后再按照調查區域的氣象條件和地質條件，選擇最為合適的工作時間，并收集相關基礎資料，為之后測繪工作的正常開展提供基礎數據。

2.2 確認起飛地點

由于在實際飛行的過程中，經常會有許多很難預估的問題存在，有著很高的安全隱患，所以在正式試飛之前，工作人員應做好場地的勘探工作。一般來說，無人機起降對于場地要求并不高，需要將重心更多放在安全層面，主要包括設備安全以及測繪安全，以防在實際測繪的時候會有意外情況產生，甚至導致事故發生。在來到調查區域之后，基于飛行平臺本身，應選擇一個較為開闊的場地，地面需足夠平整，便于無人機能夠正常起飛降落，并使工作人員、機載設備以及無人機本體的安全性能夠得到保證。

2.3 設計飛行方案

優秀的飛行方案能夠大幅度縮短飛行過程中需要耗費的時間和架次。在完成目標位置的分析之后，需要思考的便是飛行工作的整體效率。在確保目標區域能夠全面覆蓋的基礎上，設計一條最短的航線，以此完成影像資料的獲取。

2.4 對控制系統進行檢查

在正式起飛以及降落之前，工作人員應當對所有部件展開深入檢查，把握設備現階段運行的具體情況，以此保證所有部件能夠正常運行。這樣一來，測繪工作將會更具效率，同時也有著很高的安全性[3]。

2.5 對影像資料展開檢查

在完成飛行任務之后，工作人員需要對于獲取的影像資料展開檢測。由于在高空中經常會有不穩定氣流存在，同時飛機本身重量偏低，因此經常會有飛機傾斜的情況產生，或者發生航線偏離的狀況。工作人員必須進行全面檢查，如果問題較為嚴重，還需要重新測繪。對于飛行質量方面的檢查，主要包括像片重疊度以及傾斜角度。

2.6 對飛行資料展開整理

在針對無人機的影像數據正式展開處理之前，工作人員需要對現階段獲取的所有資料進行整理，如航線資料、原始數據以及姿態參數等。待這些內容已經完全整理完畢之后，便能夠在短時間之內迅速完成所有資料的處理工作。

3 無人機測繪技術的應用方法

在開展測量工作的過程中，經常會有礦區需要大比例尺地形圖，或者土方量計算的難度過高，為此，相關人員便需要充分利用相關軟件展開計算工作，明確各個點位的分布情況，把握其精細度水平，為之后工作的正常開展奠定良好基礎。通過應用無人機測繪的方式，以此創設三維和二維模型，可使得量表計算以及繪圖變得更具客觀性以及直觀性。

3.1 確認測繪數字結構

基于無人機遠程成像最大化，可以呈現出礦山測繪的基本數字結構。通過這種方式，一方面可以推動企業的整體發展，另一方面還能夠大幅度縮減測繪工作需要投入的經濟成本。

3.2 明確基礎航線

從航測的層面出發，應用無人機測繪技術可以對之后的航線進行明確，確保其航測范圍能夠達到規定標準。為此，工作人員必須對于當前的地形結構有所了解，把握其整體面積，之后再結合當前的地形剖面圖，通過合理挖掘和探索，把握能夠和其完全匹配的選擇范圍。

3.3 保持航測精度

無人機測繪技術不僅實際獲得的成像有著較高的清晰度，精度也能夠得到保證，同時還能打破原本惡劣環境的限制，滿足測繪工作的實際需求。為了能夠將其作用全部發揮出來，企業需要對測繪人員展開培養，促使其整體水平有所提升，通過合理引導，促使其掌握相關基礎操作方式，懂得如何進行合理使用，進而確保航測的精確性能夠達標。

3.4 明確測繪內容

（1）礦區大比例尺地形測繪。在使用了無人機航測技術之后，原本在整個區域之內的所有平高點，都可以通過RTK技術或者CORS技術完成搜集工作，并明確具體三維坐標；之后再將POS數據導入軟件內部，展開影像匹配、空三解算以及DOM制作的相關工作；最后，通過獲取的影像資料，將其全部導入系統內部，完成原本矢量化的基礎目標，繪制地形圖。在使用的過程中，需要定期進行調整，如果發現和實際情況存在差異，應及時進行更新。（2）礦山堆體量測算。如果需要對礦山的土方展開計算，或者需要把握礦體當前的堆量，早期工作人員通常應用RTK技術，結合礦山的基本特點，通過網格采集的方式，獲得相關數據。這種方法不但會浪費大量的人力資源成本投入，而且精確性方面也很難令人滿意。而如果采用無人機測繪的方式，依靠航攝的形式獲取相關數據，創設相關模型，之后再使用高密度點云數據直接完成體積的計算工作，這樣一來，整體操作難度便會大幅度降低，投入的成本也會有所降低，而且精確性也會得到大幅度提升。（3）礦山動態監測。在普定縣露天開采礦山動態監測中，應用無人機測繪按季度獲取礦山正射影像，并建立三維模型，簡單明了地反映出礦山實時的開采位置及礦山的土地破壞面積；并在建立的三維模型上分別提取出間隔期的高程數據，計算出礦山兩次監測期間的具體開采量，為自然資源部門提供直觀的圖紙和準確的監測數據。其監測成果比較直觀，相比傳統測量方法，工作效率更高，且對于原傳統測量方法測量人員無法到達的位置也能進行實時測量。

4 無人機測繪技術未來的發展

4.1 數字化方向

對于測繪技術來說，在未來會變得更具數字化特點。在完成測繪工作之后，通過應用智能化系統，工作人員便能夠結合當前的實際情況繪制圖紙，整體效率會非常高，工作人員的工作負擔也會有所降低，僅僅只需要對工作程序展開設計。

4.2 智能化方向

一般來說，智能化和數字化之間并沒有特別大的差別，但如果從客觀角度來看，智能化的發展顯然更能符合實際工作的正常需求，符合當前測繪工作的基本需求。在現今的測繪工程中，智能化技術得到了越來越廣泛的應用。這其中，最具代表性的便是智能化系統，其可以對當前收集的所有數據展開檢測，如果發現有任何數據存在較大誤差，能夠在第一時間給予提示，促使工作人員盡快展開核實，確認數據的可靠性是否達標，為之后繪圖工作的正常展開奠定基礎。

5 結束語

綜上所述，對于測繪工作來說，通常會因為多方面因素導致測繪工作難度高。為此，相關人員理應對此提高重視，通過應用無人機測繪技術的方式，確保測繪的效率有所提高，同時還能保證分辨率水平能夠達標，進而推動航測工作順利展開。