無人機航拍技術在礦山地質災害應急測繪中的應用分析

（安徽省地質礦產勘查局325地質隊，安徽 淮北 235000）

近年來，無人機航拍技術不斷改進與創新，在礦山災害應急工作中占據重要的地位。無人機航拍技術同傳統的航拍技術相比，具有精準度高、操作簡便、成像清晰等特點，是收集高精度信息的重要方式，更是較為先進的信息收集技術。

1 無人機航拍技術在礦山災害應急保障中的應用方法

根據不同時間、不同礦山災害應急部門對應急信息的差異化要求，技術人員要提升航空遙感影像設備的信息處理能力，其中設備的形式和功能需求主要分為三個階段。第一階段，應急測繪設備在無人機航拍收集信息的2小時之內做好信息的處理工作，并在半小時將其發送到災害應急指揮部門。第二階段，無人機航拍測繪設備要為相關人員提供精準度為1：50000的正射影像、數據域以及礦山三維模型等信息。第三階段，無人機航拍應急測繪設備要提供精準度為1：10000的DEM、正射影像、礦山三維模型等信息。

1.1 影像快拼技術

由于單張圖像具有一定的局限性，難以將整個礦山通過一張圖像呈現出來，這就要求在進行礦山測繪時應用無人機影像處理技術，收集更全面、精準的信息。礦山災害的應急處理中，無人機航拍常常會出現拍攝時間緊、圖像傾角不合理、圖像旁向疊加度不規則等問題，并且無人機上的相機主要是非量測型相機，這種相機的拍攝出來的影響清晰度不高，容易產生誤差，信息處理的環節與常規影像技術的處理環節也存在一定差異。基于這種情況，相關人員要規劃好無人機影像處理技術的應用流程，保證其能夠在規定時間為應急人員提供精準的信息，提高應急工作的效率與質量。應急信息處理技術主要包括信息質量評估、數據域生成、單片糾正和鑲嵌勻色等流程。結合無人機航拍技術的特點，在對應急信息檢查時要重視對圖像和曝光點的處理，旋偏角角度的調整以及是否有石覆蓋等情況。應用無人機自駕儀進行航攝，可能會出現圖像曝光點不統一的問題。因此，要做好曝光點與圖像信息的匹配確認，確保圖像能夠為空三計算提供依據，使其符合應急信息處理的要求。審核圖像重疊度，刪除多余的圖像，做好圖像的抽稀工作，提高空三計算速度，高效調整圖像的旋偏角角度，檢查覆蓋范圍，評估后期空三計算結果[1]。

1.2 應急專題影像圖制作

應急專題影像圖能夠為應急決策中心提供決策參考，是較為常見的應急信息提供方式。通常情況下，專題影像圖主要有應急影像圖和解譯專題影像圖兩種形式。這兩種影像圖提供信息數據的時效具有一定差異，應急影像圖主要特點是快速，能夠對地名進行標注，及時向相關人員提供礦山災害區域的地形信息，是應急準備環節中重要的信息資料，更是應急指揮決策的主要依據。應急指揮中心可以根據解譯專題圖中的符號、顏色等信息，分析出影像各個要素之間關系。應急無人機航拍技術中的解譯專題圖可以利用無人機影像對土地滅失、江河堵塞等信息搜集確認，是搶險救災、災后重建和災害防治等工作的一項重要技術。

2 無人機航拍技術在礦山地質災害應急測繪應用分析

2.1 礦山災情信息提取

礦山的地質條件相對惡劣，一旦發生地質災害，造成的破壞力也很大，并且災害檢測工作具有一定的難度，會出現大范圍的山體坍塌、信號傳輸、接受較差等情況。無人機航拍技術通過現代化、專業化的信息收集設備，能夠采集到具有一定精準度的信息數據，將礦山的各個部分進行拼接，為相關人員提供完整的礦山信息。同時，該技術可以將平面上確定的坐標通過矩形校正，將礦山的立體模型完整的呈現在技術人員面前，有利于其對礦山進行進一步的地質還原。低空無人機設備可以將無人機設備收集到的礦山影像和還原的礦山模型進行細致、全面的比較，將紋理重疊起來，對礦山災害地區采取細致化的處理方式，并根據紋理疊加情況，分析礦山的具體地質信息，借助文字和符號對災害出完成標注工作，規劃礦山災害信息的獲取方案。

將無人機航拍技術收集得到的礦山災害信息數據域DEM（如圖1）開展圖像比較工作，以北方向為正向方向，轉換數據域坐標，比對礦山災害信息，利用礦山影像在信息中的具體位置，依照比例尺大小找到災害的在準確坐標。值得注意的是，無人機航拍技術在應用的過程中，可能不能完全按照軌道開展信息采集工作。這就要求技術人員在提取信息時，要考慮到數據的偏差性誤差，將信息提取及先進的信息化處理技術相結合，確定偏離的進準度，通過三維拍攝技術對礦山信息進行二次模擬成像，以達到對礦山動態化監測的目的，提高礦山地質災害信息的提取的準確度[2]。

圖1 礦山災害信息數據域DEM

2.2 礦山災情信息處理

在完成礦山災害信息提取工作后，要對其進行進一步的處理，主要包括信息篩查、信息去噪、信息提煉，通過這一系列處理，可以對信息進行針對性的整合分析。

首先，技術人員要結合無人機航拍技術收集而來的礦山信息，全面性的評估信息數據，將礦山的地質災害按照區域劃分，將災害的破壞范圍、嚴重程度將信息劃分成3個等級，借助“測繪影像解釋”，檢測礦山災害被破壞區域的地質類型，并計算出各個區域的地質類型占比面積，對受損程度進行持續性、整體性的評估，在針對評估結果進行災害程度進行評估，根據生態環境的自我調節能力，對災害等級較低區域的信息適當刪除。

其次，要進行剩余的信息進行二次處理，利用無人機航拍技術對數據進行精準化的識別確認，清除掉精準度小于0.1的數據信息，借助邊緣模糊化的信息處理方式，確定具體的礦山受災位置，再進行進一步的識別，搜集有價值的信息數據。針對收集到的信息評估災害區域的受損等級。通過這種方式，能夠有效提升信息處理的精準度，也有助于相關工作人員準確的判別災害物。

最后，完成信息處理工作，要對信息數據進行進一步的提煉，通過正向映射技術對數據信息進行高程模型的成像處理，經過多次的信息對比后，刪除邊緣模糊的數據，完成信息的預處理工作，以此為相關人員的災害處理工作提供準確的信息，提高應急效率。

2.3 礦山災害測繪圖像分析

在完成礦山災害信息處理的基礎上，要借助無人機航拍技術，對礦山災害測繪圖像進行成像顯示與分析。

首先，將處理完成的信息通過比例尺進行二次確認，以此形成相應的數據域、熱紅外線等信息，工作人員可以將其作為礦山災害區域成像顯示工作的依據，采用圖像顯示技術，將DEM的相關術數據投放在屏幕上，結合人工翻譯技術對礦山災害歸類處理。

其次，識別礦山中有潛在危害的破壞源，依照成像技術所劃分的災害類型，借助定位技術分析影像結果，并制定相應的增援方案，推進二次災害專業化指導工作的順利進行。

最后，結合處理后的信息數據，開展礦山保障服務，應用無人機航拍技術完成礦山的立體建模，對礦山的地理坐標進行二次注冊，實現無人機航拍技術的礦山災害測繪圖像分析處理，推進礦山災害應急工作的順利進行[3]。

3 實驗論證分析

本文通過對比實驗的方式，將礦山作為實驗的研究主體，對礦山進行地質災害模擬處理，首先用傳統的應急方式收集礦山災害地區的影像，并進行二次成像，將其作為實驗的對照組。再采用無人機航拍技術進行圖像的分析處理工作，完成數據的比對工作，具體情況如表1。

表1 實驗數據對比表

通過表1可以看出，根據本文設計的無人機航拍技術應用規劃，可以有效提高礦山災害影像的分辨率。因此，在后續的礦山災害應急測繪工作中，可以加強對此項方法的應用推廣。

4 結語

綜上所述，無人機航拍技術是當下較為先進的礦山災害信息獲取方式，對災害防治、災后處理等工作都發揮著重要的作用。相關技術人員要合理應用航拍技術下的各項信息收集、處理等技術，為礦山災害應急提供準確、專業的信息。