無人機(jī)空中測量在礦山地形測量中的應(yīng)用研究

李實成，胡緒昌

（1.江西省瑞華國土勘測規(guī)劃工程有限公司，江西 南昌 330009；2.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物化探大隊，江西 南昌 330009）

礦山地形測量是一個內(nèi)容復(fù)雜且工作量較大的項目，若是依舊采用傳統(tǒng)的測量手段進(jìn)行現(xiàn)場測量，不僅無法保證礦山地形測量工作的效率，也難以保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，給后續(xù)生產(chǎn)活動的開展帶來較多隱患。基于這一情況，需要重視無人機(jī)空中測量等現(xiàn)代化技術(shù)手段在礦山地形測量中的應(yīng)用，以此提高礦山地形測量的技術(shù)水平，做到以有限的資源完成測量工作，獲取更加完整、可靠的測量數(shù)據(jù)，使礦山測量工作的目標(biāo)得以順利完成。通過對無人機(jī)空中測量在礦山地形測量中的應(yīng)用進(jìn)行探究，有利于提出一些可靠的參考依據(jù)，促進(jìn)礦山地形測量朝著更好的方向不斷發(fā)展。

1 無人機(jī)空中測量的技術(shù)優(yōu)勢分析

1.1 提高工作效率

在礦山地形測量中應(yīng)用無人機(jī)空中測量，能夠利用無人機(jī)代替工作人員完成大部分工作，使礦山地形測量工作的整體效率得以提升。目前無人機(jī)具有一定的智能化功能，只需要保證設(shè)備的電量充足，可以在有限的時間內(nèi)完成測量任務(wù)，且無人機(jī)搭配的攝影設(shè)備能夠快速成像，在保證成像連續(xù)性的同時，實現(xiàn)提高工作效率的目的[1]。

1.2 降低人員投入

在礦山地形測量中應(yīng)用無人機(jī)空中測量，只需要安排數(shù)名礦山工作人員和專業(yè)的無人機(jī)操作人員就能夠完成測量工作。與傳統(tǒng)的測量方式相比，無人機(jī)空中測量需要的人員和設(shè)備數(shù)量較少，可以在保證測量工作順利進(jìn)行的同時，降低測量過程的人力成本，幫助企業(yè)獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 提高工作質(zhì)量

與傳統(tǒng)的測量方式相比，無人機(jī)空中測量具有更高的精準(zhǔn)性，能夠降低各種因素對測量工作的影響，使測量結(jié)果的準(zhǔn)確性得到保障。同時，通過無人機(jī)空中測量能夠?qū)y繪時間進(jìn)行縮減，降低工作時間的耗費(fèi)，那么在后期的審核中，可以保證攝影成像的質(zhì)量，使攝影素材的利用效率得以有效提升[2]。

1.4 降低工作強(qiáng)度

無人機(jī)空中測量涉及到的專業(yè)較多，比如計算機(jī)就是其中的重要部分，可以發(fā)揮計算機(jī)技術(shù)具有的智能化特點(diǎn)，使無人機(jī)能夠自動完成圖像捕捉。與傳統(tǒng)的技術(shù)手段相比，無人機(jī)空中測量的過程不再需要大量的人員進(jìn)行手工操作，不僅能夠提高礦山地形測量的工作效率，也能夠降低測量人員的工作強(qiáng)度，使礦山地形測量過程的安全性得到保障。

2 無人機(jī)空中測量數(shù)據(jù)采集分析

2.1 航空攝影

在礦山地形測量中應(yīng)用無人機(jī)空中測量，需要確定好無人機(jī)的飛行航線和攝影區(qū)域，仔細(xì)檢查設(shè)備是否處于正常的工作狀態(tài)，采用試飛、試拍的方法對無人機(jī)的飛行間距、飛行高度、相機(jī)曝光等設(shè)備參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使無人機(jī)空中測量工作得以順利進(jìn)行。同時，需要充分考慮到氣候環(huán)境對無人機(jī)空中測量產(chǎn)生的影響，選擇氣候環(huán)境較好的時候進(jìn)行測量，從而保證無人機(jī)空中測量的效率及質(zhì)量。在無人機(jī)空中測量工作中，需要嚴(yán)格控制好無人機(jī)的飛行過程，確保攝影質(zhì)量達(dá)到要求，通過導(dǎo)航系統(tǒng)和設(shè)備操作對無人機(jī)的飛行質(zhì)量進(jìn)行控制，使攝影質(zhì)量得到保障，從而保證攝影成像的清晰度。在完成無人機(jī)航空攝影之后，需要認(rèn)真分析成像影片，針對不符合要求的照片進(jìn)行二次攝影[3]。如下圖1 所示，為無人機(jī)1：1000 比例測繪流程。

2.2 攝影成像檢驗

安排專業(yè)的工作人員對無人機(jī)空中測量得到的攝影素材進(jìn)行檢驗，確保攝影素材的清晰度符合要求，且攝影組織也要做好素材查驗工作，便于準(zhǔn)確地評價無人機(jī)空中攝影的過程。在這一過程，要求攝影組織能夠充分把握好測量工作的要求，便于對工作進(jìn)行合理調(diào)整，獲得更加可靠的攝影素材，在攝影素材符合要求，不再需要進(jìn)行二次攝影的時候，則表示無人機(jī)空中測量工作順利完成。

2.3 安全生產(chǎn)及風(fēng)險規(guī)避

我國大部分礦山都處于環(huán)境較為惡劣的地方，所以在進(jìn)行無人機(jī)空中測量的時候，需要充分考慮到這一過程存在的安全風(fēng)險，做好相應(yīng)的防范工作，使無人機(jī)空中測量得以安全進(jìn)行。具體來講，需要做好事前的現(xiàn)場考察工作，充分掌握無人機(jī)空中測量的環(huán)境，深入分析山體海拔高度、輸電線路等各方面的安全風(fēng)險，以合理的方法來規(guī)避這些風(fēng)險。其次，需要將攝影區(qū)域內(nèi)的危險點(diǎn)告知各個工作人員，方便攝影人員對工作路線進(jìn)行合理設(shè)計，使無人機(jī)空中測量過程的安全性得以有效提升。

2.4 像片控制測量

圖1 無人機(jī)1：1000 比例測繪流程

作為無人機(jī)空中測量的重要組成部分，像片控制測量包括了全野外布點(diǎn)和非全野外布點(diǎn)這兩種方式，能夠體現(xiàn)出不同的實施效果。從全野外布點(diǎn)這一方面來講，整個工作過程存在適用范圍受限、工作量較大等問題，但是測量的精準(zhǔn)性較高。從非全野外布點(diǎn)這一方面來講，能夠在保證測量精準(zhǔn)性的同時，與其他技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，使全野外布點(diǎn)的不足之處得以補(bǔ)充。以往在像片控制測量中較為常用的就是非全野外布點(diǎn)，但是在特殊地形的測量區(qū)域中經(jīng)常使用全野外布點(diǎn)[4]。

2.5 像片調(diào)繪

為保證像片調(diào)繪的有效進(jìn)行，需要將地形實際數(shù)據(jù)作為依據(jù)，對像片中的代表性物體進(jìn)行準(zhǔn)確地定位。通過像片調(diào)繪能夠?qū)ο衿械奈矬w特征進(jìn)行充分了解，幫助工作人員更好地確定定位點(diǎn)，按照規(guī)定的方式在像片中進(jìn)行標(biāo)注，使其能夠成為符合需求的調(diào)繪片。

3 提高無人機(jī)礦山測量質(zhì)量的措施分析

3.1 做好設(shè)備管理

確保設(shè)備能夠正常工作是促進(jìn)無人機(jī)空中測量順利進(jìn)行的重要基礎(chǔ)，需要安排專門的工作人員對各類設(shè)備進(jìn)行整理，確保設(shè)備管理的精細(xì)化程度，從而降低設(shè)備故障問題的發(fā)生率。通過對無人機(jī)設(shè)備進(jìn)行定期檢測，使其能夠處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，且需要模擬不同的運(yùn)行環(huán)境對設(shè)備性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，做到及時解決無人機(jī)設(shè)備運(yùn)行中存在的異常問題。同時，需要對無人機(jī)設(shè)備的存放環(huán)境進(jìn)行控制，確保環(huán)境的干燥，減少設(shè)備腐蝕生銹問題的發(fā)生。此外，需要做好無人機(jī)設(shè)備的日常保養(yǎng)工作，采用專門的機(jī)油對無人機(jī)的精細(xì)零件進(jìn)行擦拭，從而提高無人機(jī)的運(yùn)行性能，使其能夠滿足無人機(jī)空中測量工作的需要[5]。

3.2 提高技術(shù)水平

作為無人機(jī)空中測量工作的操作者，要求技術(shù)人員能夠熟悉掌握無人機(jī)的使用方法和相關(guān)技巧，對無人機(jī)的飛行過程進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而保證飛行攝影工作的順利進(jìn)行。在采用無人機(jī)進(jìn)行空中測量的時候，礦山工作人員需要確認(rèn)設(shè)備操作人員的技術(shù)水平，選擇專業(yè)能力較強(qiáng)的人員進(jìn)行測量工作。同時，為保證攝影圖像的清晰度，需要安排專業(yè)的人員對飛行攝影過程進(jìn)行指導(dǎo)，并做好人員考核工作，結(jié)合工作需求進(jìn)行針對性的培訓(xùn)，為無人機(jī)空中測量工作的開展提供有利基礎(chǔ)。

3.3 做好準(zhǔn)備工作

科學(xué)的準(zhǔn)備工作對提高無人機(jī)控制測量的工作效率及工作質(zhì)量有著較好的積極作用，需要充分掌握測量區(qū)域的氣候環(huán)境，結(jié)合自然環(huán)境的色溫色差、溫濕度等等，提前確定無人機(jī)空中測量的時間，從而保證測量工作的順利進(jìn)行，避免出現(xiàn)二次攝影等狀況。同時，需要提前準(zhǔn)備好車輛、設(shè)備等工具，為無人機(jī)空中測量工作的開展打下良好基礎(chǔ)。

3.4 強(qiáng)化人員溝通

由于無人機(jī)空中測量的復(fù)雜性較大，需要在進(jìn)行測量操作的時候，強(qiáng)化各個工作人員之間的溝通，使其能夠做到相互配合，促進(jìn)無人機(jī)空中測量工作的高效進(jìn)行。一般在無人機(jī)空中測量之前，需要對測量現(xiàn)場進(jìn)行考察工作，而礦山工作人員對現(xiàn)場的地形地貌具有一定的了解，若是雙方能夠進(jìn)行有效溝通，則可以提高信息資源的共享率，促進(jìn)各項工作的快速進(jìn)行。總之，良好的人員溝通是獲取信息的重要途徑，能夠為礦山地形測量工作的開展提供有利依據(jù)，使礦山地形測量的整體效果得以提升。

4 結(jié)語

綜上所述，為促進(jìn)無人機(jī)空中測量在礦山地形測量中的有效應(yīng)用，需要提高對無人機(jī)空中測量的掌握程度，將其合理應(yīng)用到礦山地形測量中，并做好設(shè)備管理工作、人才培養(yǎng)工作、事前準(zhǔn)備工作、人員溝通及管理等等，通過各種措施促進(jìn)無人機(jī)空中測量的順利進(jìn)行，使無人機(jī)空中測量在礦山地形測量中的作用得以充分發(fā)揮。