無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量在礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用

李永峰

（沂源縣魯村煤礦有限公司，山東 淄博 256104）

1 無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

1.1 具有更高的數(shù)據(jù)分辨率

在使用無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的過(guò)程中，無(wú)人機(jī)會(huì)攜帶傳感器進(jìn)行航測(cè)，而無(wú)人機(jī)所攜帶的傳感器一般都具備著較高的像素，可以對(duì)厘米單位影像進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的地面影像分辨率，從而滿足各種比例尺需求的遙感影像地圖生產(chǎn)需要，而這一優(yōu)勢(shì)是其他測(cè)量技術(shù)所不具備的。

1.2 快速響應(yīng)

無(wú)人機(jī)低空遙感技術(shù)自成功開(kāi)發(fā)以來(lái)，在我國(guó)諸多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，尤其在我國(guó)各種工程測(cè)量、土地測(cè)量以及礦山測(cè)量等領(lǐng)域。由于無(wú)人機(jī)具備操作簡(jiǎn)單、響應(yīng)迅速、申請(qǐng)空域方便等特點(diǎn)，同時(shí)其在工作準(zhǔn)備階段的用時(shí)非常短，而且受惡劣天氣因素的影響程度較低。無(wú)人機(jī)低空遙感在測(cè)量領(lǐng)域所具備的優(yōu)勢(shì)在于其能夠在接到相關(guān)操作指令后快速響應(yīng)，到達(dá)測(cè)量區(qū)域后可以獨(dú)立完成測(cè)量工作，具有很高的工作效率。

2 無(wú)人機(jī)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)資料的采集

當(dāng)前，數(shù)字礦山建設(shè)可以幫助礦山開(kāi)采者對(duì)礦山的情況進(jìn)行全面的了解，進(jìn)而為礦山開(kāi)采工作提供準(zhǔn)確的信息管理。但在礦山數(shù)據(jù)資料采集的過(guò)程中卻具備著較高的難度，需要較高的科技水平與先進(jìn)設(shè)備作為支撐，而無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)就發(fā)揮出了至關(guān)重要的作用，該項(xiàng)技術(shù)可以為礦山開(kāi)采者提供準(zhǔn)確的礦山遙感影像資料和更直觀的礦山三維立體模型，此外，通過(guò)低空飛行進(jìn)行探測(cè)，可以在很大程度上降低地形因素對(duì)傳統(tǒng)測(cè)繪所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)采集影響，因此在數(shù)據(jù)資料采集的過(guò)程中具有更高的全面性與現(xiàn)勢(shì)性。

2.2 空中三角加密測(cè)量

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量通過(guò)其他攝影相機(jī)獲得了不同角度和方位的影像數(shù)據(jù)，與垂直攝影技術(shù)所獲影像數(shù)據(jù)相比，前者的地物信息更加全面，但是多角度、多方位影像數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)的計(jì)算帶來(lái)了困難，也意味著傾斜攝影測(cè)量所獲影像數(shù)據(jù)在計(jì)算過(guò)程中不僅需要考慮垂直方向上的計(jì)算，還需進(jìn)行多視角、多方位方向上的計(jì)算問(wèn)題，而傳統(tǒng)的計(jì)算方式無(wú)法同時(shí)滿足上述兩種情況的計(jì)算需求。

2.3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取

由于傾斜攝影測(cè)量獲取的影像數(shù)據(jù)包含了垂直方向和傾斜方向的影像數(shù)據(jù)，因此，單一的影像數(shù)據(jù)模式不能滿足數(shù)據(jù)解算的基本需求，還需要進(jìn)行多視角、多方位上的計(jì)算問(wèn)題，此時(shí)需要進(jìn)行多視角聯(lián)合空中三角加密測(cè)量。在完成多視角聯(lián)合空中三角加密測(cè)量的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)連接點(diǎn)提取、自由網(wǎng)平差、糾正、區(qū)域網(wǎng)平差等處理，進(jìn)一步生產(chǎn)出密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)。在密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的提取、合并、優(yōu)化等處理，并經(jīng)過(guò)航拍過(guò)程中自動(dòng)存儲(chǔ)的POS數(shù)據(jù)的外方位元素，采用特制匹配的方式獲取高密度點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)而輸出高密度DSM 數(shù)據(jù)等，為建設(shè)三維礦山地形提供基礎(chǔ)資料。

2.4 大比例尺地形圖生成

在完成上述數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，為建設(shè)礦山三維地形圖奠定了基礎(chǔ)。其中，點(diǎn)云數(shù)據(jù)的匹配一般采用單模型點(diǎn)云提取模式進(jìn)行，將礦山測(cè)繪區(qū)域分割成不同規(guī)模的子區(qū)塊，進(jìn)行地形信息的提取等處理。此外，使用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)顯著的提高了數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化程度，具有效率高的優(yōu)勢(shì)，以數(shù)據(jù)處理軟件平臺(tái)為基礎(chǔ)，通過(guò)自動(dòng)化處理生成相應(yīng)比例尺的地形圖，手動(dòng)采集其他地形信息。

2.5 礦區(qū)環(huán)境的保護(hù)

在礦山進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程中，往往會(huì)對(duì)礦區(qū)內(nèi)的環(huán)境產(chǎn)生一定的損害，因此，在進(jìn)行礦山開(kāi)采時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)。但由于礦山所處的地理環(huán)境都相對(duì)復(fù)雜，因此想要進(jìn)行環(huán)境保護(hù)工作具有較高的難度。而使用無(wú)人機(jī)技術(shù)就可以在很大程度上解決這個(gè)問(wèn)題，無(wú)人機(jī)通過(guò)低空飛行來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，此過(guò)程較為迅速，耗費(fèi)的時(shí)間較短，可以利用無(wú)人機(jī)搭載雷達(dá)與多光譜等多種傳感設(shè)備對(duì)礦區(qū)內(nèi)的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，進(jìn)而在最短時(shí)間內(nèi)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的定量分析，從而為礦區(qū)環(huán)境保護(hù)工作提供全面的數(shù)據(jù)資料。

2.6 礦產(chǎn)資源的保護(hù)

眾所周知，礦產(chǎn)資源屬于不可再生資源，因此，在對(duì)其進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程中需要保證開(kāi)采工作的合理性。當(dāng)前我國(guó)在礦山開(kāi)采方面雖然頒布了相關(guān)的法律條文，但由于監(jiān)管部門(mén)的力度不足與開(kāi)采者的資源保護(hù)意識(shí)較低，在實(shí)際的礦山開(kāi)采工作中還存在著很多的胡亂開(kāi)采現(xiàn)象，造成國(guó)家礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)。此外，我國(guó)還存在著一定數(shù)量的非法小礦山，這都對(duì)我國(guó)資源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略產(chǎn)生了巨大的影響。

3 結(jié)語(yǔ)

地質(zhì)測(cè)量工作是地質(zhì)勘測(cè)基礎(chǔ)性的前期工作，它不僅可以保證施工的安全，而且還可以推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。不斷的發(fā)現(xiàn)并解決地質(zhì)測(cè)量工作中存在的問(wèn)題可以有效地提高工程的整體效益，優(yōu)化地質(zhì)測(cè)量設(shè)計(jì)方案、采用科學(xué)的方式處理地質(zhì)數(shù)據(jù)，在地質(zhì)測(cè)量工作中不斷地引入新技術(shù)和新方法不僅可以保證地質(zhì)測(cè)量工作的質(zhì)量，而且還可以一定程度地提高工作效率。