大疆精靈4RTK無人機在礦山測量中的使用經驗

茍建會

（新疆亞克斯資源開發股份有限公司 哈密 839000）

0 引言

無人機傾斜攝影測量技術以電子計算機為主要手段，通過對攝影像片的量測和解析計算方法的交會方式來研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質及其相互關系，并提供各種攝影測量產品的一門科學，此項技術的提出，完全顛覆了傳統測量技術中存在的僅可實現對監測點垂直檢測的問題。攝影測量其特點為無需接觸物體本身獲得被攝物體信息，由二維影像重建三維立體模型，同時提取物體的幾何與物理特性。在礦山建設初期利用傳統測量方法工作時，道路設施不完善，測繪工作很難開展，人員無法到達一些山溝和樹木茂密地方，所以測量數據誤差大，測繪工作效率較低，大比例尺地形圖測量難度非常大。如果使用無人機攝影技術，能夠發揮傾斜攝影的全面性，消除常規攝影的局限性。

亞克斯礦業于2019 年7 月購入一臺大疆精靈4RTK 航測無人機，使用一年多來，無人機在礦山地形測量、土石方測量、地表塌陷區測量、選廠尾礦庫等方面得到了應用。通過參與其中的多數測量活動，將測量中的一些經驗和感受分享如下。

1 大疆精靈4RTK無人機測量的特點

（1）外業工作量小，生產效率高。

以往我們采用傳統測量工作時，由于作業人員少，很難做較大范圍的測繪工作，自從有了無人機航測，已解決了這個問題，一臺無人機至少相當于10～20個人的效率，另外在野外作業的時間大大減小，改變了傳統測量天天外面跑的局面。不僅能夠從根本上促使工作效率得到有效提升，而且還能夠保證數據在采集、整理以及實際應用過程中的效率。

（2）內業數據三維模型采集直觀，易于判讀。

采集數據是通過內業解算，形成地形三維模型，然后在三維模型上采集點，測區的情況一目了然，點的疏密完全可以通過過濾自行控制。

（3）數據精度高，且精度均勻。

通過外業航飛高度的控制和航飛重疊度的合理選擇，布置相當數量的地面控制點再加上內業軟件平差時對整個測區的點進行了空三平差，所以數據點精度較高，精度也比較均勻。

（4）具有作業機動靈活性，作業成本低，價格低廉，適用范圍廣，在面積較小和飛行困難的區域獲取高分辨率影響數據具有明顯優勢。

2 外業飛行的使用要點

（1）按測量測圖要求，控制好飛機的飛行高度和相片重疊度。

一般礦山圖件常用的比例尺是1:500 至1:2000之間，大疆精靈4RTK 的相機分別率是2000 萬像素，可在180 米以下高度內，地面分別率達到8CM/pix。按測量要求，我們選擇好飛行高度和航線重疊率。比如無人機起飛按設置好航線飛行高度在100米，航測地形時遙控器中照片旁向重疊度為70%，縱向重疊度為80%，實時注意無人機采集情況。

（2）做好像控點的布置工作。

像控點相當于測量的控制點，對測區有著非常重要的作用。一般一個測區至少有5個像控點，最好另外設置3到5個檢核點，重要的地形還應做加密像控點。像控點要求分布均勻，要測量的地域都應照顧到。在地面上標記像控點的時候，我們一般用紅色噴漆來標記，根據飛行高度的不同，所標記的像控點大小也有所不同。飛行高度為100M 時地面像控點標記長度不應小于80CM，寬度不應小于10CM；飛行高度為200M 時地面像控點標記長度不應小于160CM，寬度不應小于20CM。這樣做的目的是內業處理時，像控點能清晰可見，另外在相控點的形狀選擇上，我們使用十字型或者L型。

（3）注意天氣情況

無人機對天氣要求較高，主要為了安全方面著想。一般情況下應該在6級以下的風力中飛行，另外大疆精靈4RTK無人機不具備防水功能，所以雨天時不能飛行。另外為了保護好無人機，盡量在無人機取出后，將箱子關閉，避免較多的灰塵落入箱中。

（4）電池充電

無人機的電池容量5800mah，能夠維持無人機20多分鐘的飛行時間。所以無人機要經常充電，剛從無人機上卸下來的電池溫度較高，放置一會等散溫后再充電。另外，一定要注意無人機的充電器有個充電和存儲按鈕，需要充電時要換過來，充電時指示燈是綠色，儲存時指示燈是藍色的。無人機的電池，在自然狀態下，會緩慢自動放電，所以無人機即使不用，一個月也應該充電一次，以保持電池的良好狀態。

（5）內存卡

內存卡一般存儲內容不要超過標準內存容量，否則會出現漏存照片的情況。

3 無人機內業處理的2個步驟

（1）空三解算、加密點云、輸出DSM 模型主要用pix4dmapper軟件。

（2）在影像模型上繪圖主要用eps2016軟件輸出三維測量數據。

后期我們對這些三維點進行處理，導入到南方cass等測量軟件中，形成地形圖或者其它工程方面的應用。例如地表礦堆測量、計算填挖方量等。內業處理時，注意事項是要控制好數據量，以便內業軟件處理數據順暢。無人機相片產生的點云數量巨大，往往在上千萬數量級，所以我們要對點進行一些取舍，也就是說并不是點越多越好。

總而言之，隨著我國信息技術和數字技術的發展，無人機在礦產開采中的應用更加深入，尤其在社會對礦產資源需求量持續增加的大背景下，數字化智能化礦山已經成為必然的發展趨勢。目前我們已經累計測量了近幾十個平方公里的地形地質圖，為亞克斯公司銅鎳礦山的各種建設工程及時提供了所需的圖紙等資料，能夠方便的獲取礦山建設需要的各種基礎數據，精度滿足工程建設及設計要求。通過無人機航測系統，實現科學合理的礦山測量，為礦山有序開采工作實施提供有效保障。