無人機航測在礦山開采區周邊低效用地調查中的應用研究

丁永慶

（中國建筑材料工業地質勘查中心山東總隊，山東 濟南 250100）

近些年來，在可持續發展的背景下，我國大力開展對于礦山開采區及廢棄礦山周邊低效用地的調查工作，并在此基礎上強化對其的再開發利用，但從目前來看，其在實際實施的過程中仍面臨著一定的不利因素，制約著調查實施以及再開發利用工作的高質量開展，基于此，有必要對其展開更加深層次的探索。

1 礦區周邊低效用地調查實施路徑

1.1 項目背景

在當前社會經濟飛速發展的時代背景下，有必要對工業區周邊低效用地再開發工作，這不僅僅是我國推進供給側結構性改革的重要內容之一，同時還是促進產業轉型升級、提升企業經濟效益的必要手段。低效用地的調查和再開發利用工作有著較強的系統性，在實際推進的過程中涉及到較高的難度以及較廣的范圍。相關部門在此背景下深刻意識到了礦山開采區周邊低效用地調查以及再利用開發的重要性，并積極開展對于存量建設用地利用潛力的進一步挖掘工作，全面構建起與實際情況相適應的激勵機制和引導政策，不斷推動經濟發展方式轉變，加大對于經濟結構的調整力度，形成了礦區周邊低效用地再開發項目。

1.2 技術路線及工藝流程

（1）技術路線。在礦區周邊低效用地調查方面，其具體的技術路線為充分對當地的實際情況展開分析，廣泛開展對于各類基礎資料的收集工作，詳細進行低效用地地塊的調查工作，并將實地測量和調查結合起來，深化開展對于低效用地的進一步分析以及匯總工作，這樣一來便能夠完成對于低效用地土地利用現狀圖的編制工作，并構建起相應的數據庫，在此基礎上建立對其的再開發利用的規劃方案，并上交至有關部門進行審批。

（2）工藝流程。礦區周邊低效用地調查實施流程如圖1所示。

圖1 礦區周邊低效用地調查實施流程

1.3 調查內容

具體的調查內容便在于其當前開發利用的實際情況，具體涉及到其位置、實際面積、應用途徑、投入產出的水平、承載人工以及環境狀況等多方面內容，要注意的是，當面對用地的時候還應當展開對其用水用能情況的調查工作。

1.4 調查單元測繪

為了能夠將當前時間節點中調查單元所具有的實際情況更加準確真實地反映和記錄下來，并實現對于其面積、范圍及具體位置的精確測繪，相關工作人員需要靈活使用無人機航測方法展開對其的航測工作。

立足于外業調查的實際情況，從整體的角度出發來掌控測區的具體環境狀況，其基本上涉及測區的高低起伏、常年氣候情況以及地物覆蓋情況等等。與此同時還應當從測區當下的實際情況出發進行相應飛行計劃的制定，布設足夠的像片控制點，采用網絡RTK進行數據采集，選擇地表植被及其它覆蓋物對成圖影響較小、云霧少、無揚塵（沙）大氣透明度好的時間段進行攝影。航攝時，即要保證具有充足的光照度，又要避免過大的陰影。對航測的數據和像片進行預處理，采用專業軟件改正相機畸變差和圖像增強處理，然后進行多視角影像聯合平差、多視角影像密集匹配、像片控制點添加，輸出空三平差報告，最后進行3D建模，生產出DSM、DOM、DLG等數字產品。

1.5 礦山開采區周邊的低效用地認定標準

（1）定性指標。①禁止類、淘汰類產業用地；②不符合安全生產和環保要求的用地；③“退二進三”“退二優二”產業用地；④搬遷關停的礦山開采企業用地；⑤“畝產效益”評價改革“限制發展類企業”用地等。

定性指標中只要滿足其中一項即可認定為低效用地。

（2）定量指標。從用地強度和用地效益兩個方面制定指標：容積率、地均投資強度、地均營業收入、地均稅收、單位產值就業人數、單位產值能耗、基礎設施完備度等。結合當地實際和調查數據情況選擇定量指標進行評價，分別將各定量指標值進行標準化處理并加權平均后對調查單元進行計算評估，在調查區（或縣級行政區）范圍內從大到小排序。（注：排序過程中應按照用地分類的不同、產業類型和行業類型的不同進行分類排序）最終排名靠后（具體比例按本地調查情況制定）的存量建設用地即可認定為低效用地。

2 無人機航測在礦山開采區周邊低效用地調查中的具體應用

2.1 航線設計

工作人員結合前期外業調查的實際情況，針對當前測區的整體環境展開更加直觀全面的掌控，具體涉及到交通狀況、氣候狀況、地物覆蓋情況以及通訊信號塔等信號影像源的實際分布情況。與此同時，工作人員還應當立足于測區的具體情況進行相關飛行計劃的制定，然后再根據飛行員數量和無人機的裝備配置，展開科學合理的任務分塊分區工作，并對與實際情況相適應的起降場地進行選取。相關工作人員在實際執行飛行任務的時候，需要盡可能規避信號塔及較高障礙物，在對無人機起降場地進行選擇的時候，應當保障其遠離人群、不存在明顯的信號干擾以及視野開闊等特點。結合當前現場光照的實際條件，對相機的曝光度展開相應的調節工作，保障相機具有良好的工作和存儲狀態，其影像的地面分辨率應當在20cm以上，為了切實提升三維模型的實際效果，其航向同旁向重疊度需要在70%以上。

2.2 像片控制點布設

其在進行像片控制點布設的時候，應當使其能夠在測區范圍內進行均勻布設，以切實展現出其良好的檢查作用。像片控制點的目標需要在那些不存在遮擋物并且方便辨別的位置進行布設，同時還應當保障其所布設的位置地面具有平坦性，不存在明顯的起伏。工作人員應當確保像片控制點目標具有良好的保存條件，以免出現損壞的問題，影響后續工作。除此以外，像片控制點目標需要在地面上采用容易辨識的“L”型或其他標記。在編取像片控制點點號的時候應當按照自然序號進行，并在點號前冠以字母。工作人員應當將相應的控制點照片留存下來，以方便內業人員對其進行辨識和應用，在需要的情況下用文字對點位進行描述。

2.3 像片控制點測量

針對全部的像片控制點都需要對其獨立觀測兩次，在測量的過程中需要合理進行中央子午線以及源橢球的設置工作。在開展采集工作的時候應當達到固定解。同時還要將其收斂為mm級，確保其水平精度以及垂直精度分別在2cm和3cm以下，并在保障其穩定性之后便進行記錄。其自動觀測個數應當在十個觀測值以上，工作人員需要加強對于兩次讀數坐標分量的控制，使其差能夠維持在3cm以內，然后再取其平均值。

2.4 數據處理及3D建模

（1）數據處理。在正式應用無人機展開航拍工作之前，應當先在eMotion2控制系統的基礎上對飛行計劃進行制定，并完成飛行姿態的設置，同時還應當充分立足于本研究的具體精度要求，對各類參數進行科學合理的設定工作。在完成對于各類外業工作的高效處理之后，便應當采用Postflight Terra 3D圖像處理平臺在室內實施針對高分辨率影像的自動化處理工作，這樣一來便可以生成DEM以及DOM等基礎圖件。

（2）3D建模。本文主要是根據施工區域本身的二維數據和其高度屬性對模型進行構建，該建模方法的應用在獲取總基地面積的過程中不會在數值方面產生負面影響，與此同時，其還有著較高的建模效率。通過ReadJpgGpsTool軟件獲取像片pos信息，在GpsTool軟件中設置七參數，把經緯度pos信息轉換成平面坐標系下的pos信息。在實景建模軟件ContextCapture Center中設置精度參數，導入無人機影像照片，進行多視角影像聯合平差和多視角影像密集匹配，得出空三成果。利用實景建模軟件，結合計算機性能把空三成果合理分區塊，進行三維立體模型重建。

2.5 精度評定

在精度評定方面，通過使用EBee RTK無人機平臺所得到的影像數據，無論是在高程精度還是在平面精度上，均能夠同相關測繪標準相適應，而且還可以超過其實際的精度要求，平面以及高程誤差分別是0.128m以及0.146m。Postflight Terra 3D圖像處理平臺基礎上所獲取的數字高程模型以及數字正射影像圖能夠為后續工作的持續平穩進行提供良好的數據支持[3]。

3 結論

綜上所述，無人機航測的有效應用能夠提升礦區周邊低效用地調查的實效性，對于后續基于調查報告開展相應的工作有著積極的促進作用。因此，相關工作人員應當加強對其的重視，進而切實展現出無人航測的應用價值，通過3D建模將地區用地更加直觀呈現出來。