無人機遙感測繪在礦產(chǎn)資源勘查中的應(yīng)用研究

江佳琳

（海南省地質(zhì)綜合勘察院，海南 海口 570105）

我國地大物博，有著豐富的礦產(chǎn)資源，但是在采礦事業(yè)的發(fā)展中，我國起步較晚，針對礦產(chǎn)資源的勘與開采工作的開展，尚且具有一定的不科學(xué)性。特別是在以往階段中針對礦產(chǎn)資源的勘測中，其主要以人力實地勘測為主，不僅效率低，并且還有著較多的不安全性。同樣，在以往的礦產(chǎn)資源開采的過程中，由于我國的相關(guān)工作開展得不合理，也就早合成了現(xiàn)階段下我國有著諸多的廢棄礦山和復(fù)雜的廢棄礦山環(huán)境，嚴(yán)重影響到當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)及經(jīng)濟的發(fā)展。因此，在接下來的礦產(chǎn)資源勘查與開采工作的落實下，為了避免上述的礦產(chǎn)資源開采弊端再次出現(xiàn)，采用更加科學(xué)的礦產(chǎn)資源勘查技術(shù)對礦產(chǎn)資源進行勘查成為采礦的主流思想。在礦產(chǎn)資源開采前，通過對待開采礦區(qū)周圍的環(huán)境及礦區(qū)的資源進行深入的分析，能夠制定出更加科學(xué)有效的開采策略，提供我國的礦產(chǎn)資源開采的合理性與科學(xué)性。因此，綜合來看，采用科學(xué)的勘查技術(shù)是十分重要的。并且，隨著我國第一個遙感衛(wèi)星的發(fā)射成功，拉開我國的遙感技術(shù)的序幕之后，我國的相關(guān)技術(shù)的開展與落實也變得更加便捷，并且隨著無人機航拍技術(shù)的進步，采用無人機遙感技術(shù)進行礦產(chǎn)資源的勘查成為下階段下主要的勘查手段，有著較為明顯的應(yīng)用意義。

1 無人機的發(fā)展與優(yōu)勢

1.1 無人機的發(fā)展

無人機最早在我國是于20年代初期提出來的，其最早提出來主要是需要應(yīng)用到軍事上，在軍事訓(xùn)練中，通過無人機打靶的形式來提高軍隊的核心素質(zhì)。迄今為止已經(jīng)有近百年的歷史，在這樣的發(fā)展趨勢下，我國的無人機技術(shù)不斷發(fā)展與進步，到目前階段為止已經(jīng)有著一套較為完整的發(fā)展體系與發(fā)展質(zhì)量。當(dāng)前階段下的無人機應(yīng)用，其主要分為軍用與民用兩種，無人機在現(xiàn)階段的應(yīng)用中早已經(jīng)突破了原來的用途限制，被廣泛應(yīng)用到生活與生產(chǎn)的各個方面。例如，在現(xiàn)階段中的無人機的應(yīng)用中，其在軍事偵察，應(yīng)急救災(zāi)、遙感測繪或者是運輸?shù)阮I(lǐng)域中有著較多的應(yīng)用。另外，在不斷發(fā)展的無人機技術(shù)下，無人機的結(jié)構(gòu)也有著較多的分化，例如，固定翼無人機、旋翼無人機、傘翼無人機、撲翼無人機和飛艇型無人機等。無人機應(yīng)用范圍的變化與應(yīng)用方式的改變，以及無人機結(jié)構(gòu)的變化，在一定程度上都體現(xiàn)了我國的近些年來無人機發(fā)展過程中取得的成績。本文所研究的無人機遙感礦區(qū)資源勘查，其就是屬于遙感測繪應(yīng)用型無人機的一種，在當(dāng)前階段下的礦產(chǎn)資源的勘查中有著重要的作用。

1.2 無人機技術(shù)的主要優(yōu)勢

1.2.1 影像質(zhì)量

針對礦產(chǎn)資源的無人機遙感技術(shù)應(yīng)用中，其優(yōu)勢十分明顯，其中最為重要的就是影像會著涼的提高。在針對礦產(chǎn)礦區(qū)的勘查中，采用無人機搭載高清攝像機的方式，能夠通過多種角度拍攝的方式對礦區(qū)的實地環(huán)境進行拍攝與圖像的采集，在一定情況下能夠有效地提高攝影質(zhì)量。并且，在無人機針對礦區(qū)的圖像采集中，其搭配遙感技術(shù)的營養(yǎng)，其分辨率清晰，在現(xiàn)實應(yīng)用中有著較多的應(yīng)用，對于提高影像質(zhì)量有著很大的幫助。在現(xiàn)階段的發(fā)展中，根據(jù)無人機結(jié)構(gòu)的不同于執(zhí)行任務(wù)的區(qū)別，其能夠搭載各種參數(shù)的攝像機，將這些攝像機拍攝的圖像進行處理后，其分辨率能夠控制在0.2m～0.5m之間，對于圖像的采集與分析有著重要的意義。

1.2.2 機動性

無人機的起飛與降落，受周圍環(huán)境影響較小。并且，在實際應(yīng)用的過程中，由于無人機的體積較小，在進行飛行任務(wù)執(zhí)行的過程中，天氣質(zhì)量給無人機飛行帶來的影響也不是十分明顯，其有著較強的機動性。并且，在針對礦區(qū)的拍攝中，無人機通過搭載高清攝影機，其能夠比有人飛機和遙感衛(wèi)星對礦區(qū)拍攝的圖像更加清晰，其也能夠在較短的時間內(nèi)高質(zhì)量地完成礦區(qū)的勘查任務(wù)，有著較強的機動性。

1.2.3 時效性

時效性也是無人機的一大優(yōu)勢，特別是針對礦區(qū)資源的勘查工作中，無人機搭載的是具有遙感技術(shù)的攝影裝備，其與傳統(tǒng)的遙感技術(shù)有著一定的區(qū)別。遙感衛(wèi)星進行相關(guān)區(qū)域的拍攝過程中，其需要通過遙感衛(wèi)星與地面接收站的聯(lián)系，才能夠?qū)崿F(xiàn)將遙感衛(wèi)星拍攝的圖形進行傳輸與處理，在這樣的環(huán)節(jié)中，會浪費大量的時間，造成工作進度緩慢。但是相比之下，無人機搭載遙感設(shè)備，其能夠?qū)崿F(xiàn)實時拍攝與影像的實時傳輸。工作人員在控制無人機進行區(qū)域內(nèi)的影像采集過程中，其就能夠?qū)⑴臄z的內(nèi)容傳輸?shù)焦ぷ魅藛T終端，實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)、信息數(shù)據(jù)的實時傳遞，有著較強的時效性。另外，在實際應(yīng)用中，其還能夠根據(jù)GPS定位系統(tǒng)對需要勘查的地區(qū)進行定點定位，能夠在飛行的過程中保證航向不偏離，進而在一定程度上也增加了工作的時效性。

2 礦產(chǎn)資源開發(fā)中無人機遙感勘查的應(yīng)用

2.1 重點礦區(qū)補充遙感勘查

在這對礦區(qū)的勘查中，遙感衛(wèi)星是可以進行初步勘查的，但是由于遙感衛(wèi)星的拍攝距離較遠以及分辨率較低等因素，在進行實際的礦區(qū)拍攝中，其會存在拍攝的圖片質(zhì)量不佳的情況，嚴(yán)重影響到對礦區(qū)的實際分析與調(diào)查。另外，遙感衛(wèi)星的拍攝是成周期性的，在針對礦區(qū)及礦產(chǎn)資源的勘查中，其困難會受到天氣或者是植被遮擋的影響，在一定程度上會造成遙感衛(wèi)星勘查結(jié)果不全面的情況發(fā)生。

因此，在上述情況的基礎(chǔ)上，在遙感衛(wèi)星確定大致的礦區(qū)范圍及礦區(qū)的基本情況后，接下來的工作就可以采用無人機遙感技術(shù)對該礦區(qū)內(nèi)的具體情況進行勘查，針對遙感衛(wèi)星無法清晰呈現(xiàn)的內(nèi)容進行無人機遙感技術(shù)的補充勘查。

該勘查技術(shù)的應(yīng)用，其主要的原理是針對遙感衛(wèi)星無法進行清晰拍攝的礦區(qū)內(nèi)容及情況進行再次補充性的勘查。能夠確保無人機進行補充勘查的首要條件依舊是遙感衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)大致的礦區(qū)情況，但是無法進行礦區(qū)情況的清晰捕捉。在這樣的情況下就需要采用無人機遙感技術(shù)進行補充性的勘查。并且，有關(guān)工作人員及單位，在結(jié)合遙感衛(wèi)星捕捉的影像與無人機遙感拍攝的影像進行對比后，其能夠?qū)崿F(xiàn)對該礦區(qū)內(nèi)資源及礦區(qū)分布情況的分析，將無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用，其是確保礦區(qū)內(nèi)容勘查合理的關(guān)鍵。

2.2 輔助野外勘查

我國地大物博，很多礦區(qū)分布在荒無人煙的野外地區(qū)，這些原始性的野外地區(qū)在沒經(jīng)過開發(fā)的情況下，工作人員進行實地勘查的可能性很小，并且技術(shù)工作人員能夠到實地勘查，其也會面臨較多的危險。因此，在這樣的情況下，就需要借助到無人機遙感勘查技術(shù)對這些原始性較強，工作人員難以深入的地區(qū)進行勘查。一般情況下，該勘查方式主要集中在對野外礦區(qū)及礦產(chǎn)資源的勘查中，特別是集中在尚未開發(fā)的地區(qū)中。所以，在實際應(yīng)用的過程中，對野外的勘查中，依靠無人機遙感技術(shù)其能夠起到代替工作人員進行勘查的目的，實現(xiàn)勘查的合理。

2.3 勘查植被的生長情況

針對礦區(qū)的勘查中，植被的生長情況與地質(zhì)構(gòu)造有著很大的關(guān)系。因此，在當(dāng)下的針對礦區(qū)的尋找中，一般會根據(jù)植被的生長情況進行礦區(qū)的勘查。在礦區(qū)附近生長的植被，其由于受到礦物物質(zhì)的影響，其植被外在的表現(xiàn)形式會發(fā)生明顯的變化，并且植被內(nèi)所含的物質(zhì)也會發(fā)生明顯的變化，在這樣的情況下，利用無人機遙感技術(shù)就可以對當(dāng)?shù)氐闹脖簧L情況進行清晰的勘查，并為礦區(qū)的勘查提供有效地保障及依據(jù)。

3 礦區(qū)中河流水文無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用

（1）分析作業(yè)地點地形條件，對礦山地形作業(yè)航跡進行全面規(guī)劃。在河流水文監(jiān)測中監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性至關(guān)重要。為此，無人機監(jiān)測系統(tǒng)在進行緊急監(jiān)測探查之前必須要結(jié)合數(shù)字地圖對所需監(jiān)測地區(qū)的地形條件進行全面的系統(tǒng)調(diào)查分析，合理制定無人機飛行航線，從而獲得更加精準(zhǔn)的資料。

（2）選擇合適的飛行模式，指引無人機按照既定航線進行飛行并完成監(jiān)測任務(wù)。由于河流水文應(yīng)急監(jiān)測在不同礦山地形條件、氣候條件下所采用的監(jiān)測模式存在顯著差異，在進行飛行監(jiān)測之前應(yīng)通過計算機控制軟件選擇合適的飛行模式，從而有效簡化監(jiān)測流程，完成監(jiān)測目標(biāo)。

（3）自動控制作業(yè)監(jiān)測。盡管選擇了不同的飛行模式，但都必須要完成定點懸停、水流速度監(jiān)測以及水流量分析等多種不同類型的任務(wù)工作模式。這些任務(wù)均有無人機系統(tǒng)控制自動完成。

（4）設(shè)備控制與故障處理。由于河流水文應(yīng)急監(jiān)測的不確定性，無人機監(jiān)測系統(tǒng)的工作環(huán)境相對較為惡劣，這就必須要做好設(shè)備的控制工作，同時關(guān)注系統(tǒng)的整體運行狀態(tài)，必要時要及時對相關(guān)故障進行處理，并指引無人機返航。

（5）監(jiān)測數(shù)據(jù)導(dǎo)出與分析。無人機監(jiān)測系統(tǒng)可以實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的自動化監(jiān)測，但相關(guān)數(shù)據(jù)必須要經(jīng)過軟件系統(tǒng)的分析才能得出可以直接應(yīng)用的數(shù)據(jù)。因此，還需要通過地面控制設(shè)備將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿恼局鳈C之中，以便相關(guān)人員及時對相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行處理分析。

4 結(jié)語

我國的采礦業(yè)的進步與無人機遙感技術(shù)的發(fā)展，兩者的雙向融合在一定程度上促進了雙方的科學(xué)發(fā)展與進步。在不斷發(fā)展的無人機遙感技術(shù)下，通過該技術(shù)對礦區(qū)進行勘查，能夠有效地實現(xiàn)礦區(qū)礦產(chǎn)資源的勘查工作的合理性開展，在一定程度上還能夠確保工作效率與工作準(zhǔn)確率的提高。同時，該技術(shù)的應(yīng)用與落實，在一定程度上還能夠降低我國礦區(qū)地質(zhì)勘查人員的工作強度，并能夠通過節(jié)約時間的方式進行更多區(qū)域的礦區(qū)勘查，能夠有效地提高我國采礦事業(yè)的發(fā)展與進步。