中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司 辽宁抚顺 113321
摘要：随着科学技术的不断进步，无人机三维摄影技术以其全自动、高效率、高精度、高精细的优势在矿山地质勘查方面应用广泛。本文致力于利用无人机三维摄影技术提高矿山地质勘查精准度，必须以矿山地质观察研究为基础。根据矿山地质勘查任务的具体要求，本着以较短的时间和较少的工作量，获得较多、较好地质成果为原则，并结合无人机三维摄影技术。由于地表矿产资源已经被开采的所剩无几，地质勘查工作必将向越来越深的地质方向进行。这就意味着对矿山地质勘查技术的要求越来越高，无人机三维摄影技术虽然只是一种摄影方法，由于数据采集效率高、成本低、数据精确，可充分满足矿山测量行业，尤其是露天矿山开采监测需求，但重要的是无人机三维摄影能够利用计算机视觉技术获得足够数量和具有足够重叠度的三维影像，实现了三维重建。
关键词：无人机；摄影测量；矿山；地质环境
引言
无人机航测是新型的现代化低空摄影测量技术，是传统有人机低空摄影测量的有力补充，也是矿山规划设计的重要技术组成部分。以无人机作为LiDAR系统的工作平台，是摄影测量技术的一个重大突破，不仅升级了机载LiDAR系统，而且简化了数据采集的流程。将无人机载LiDAR系统应用于矿山三维建模，极大地提高了数字化采集的效率，有力促进了矿山的数字化与可视化实现。
1无人机飞控系统组成及特点
1.1系统组成与工作原理
（1）无人机飞控系统。无人机飞控系统是无人机执行飞行任务与完成数据采集的控制系统，主要包括飞行传感器、机载计算机和伺服作动设备几个部分，是控制飞行姿态、管理飞行任务的核心部件。
（2）POS系统。POS系统的核心是采用动态差分GPS（即DGPS）技术和惯性测量装置（IMU，InertialMeasurementUnit）直接在航测飞行中测定传感器的位置和姿态，并经严格的联合数据处理（即卡尔曼滤波），获得高精度的传感器的外方位元素，从而实现无或极少地面控制的传感器定位和定向。
（3）三维激光扫描仪。激光扫描仪是无人机载LiDAR的核心组成部分，是系统完成点云数据采集的装置，一般包括激光发射器、接收器、时间间隔测量装置以及其他软硬件设施，能实现高精度的计量和检测。三维激光扫描技术是传统测量与三维建模领域的新兴技术手段，在地理测绘、变形监测、文物保护以及数字矿山等领域也有广泛的应用。
1.2系统特点与优势
无人机载LiDAR系统以无人机为平台，充分发挥了无人机机动灵活、突出的时效性和性价比以及其专业的机地交互系统等优势，同时结合了LiDAR系统的高精度、高分辨率以及动态探测范围大等特点，最大限度地填补了传统数字测量的缺陷，是现代测绘与数字测量技术的一次技术上的革新。
2无人机摄影测量在矿山地质环境调查中的应用要点
2.1建立三维地质模型
在矿山地质勘查工作中，充分运用无人机三维摄影技术能够实现对矿山全方位的精准测量。并且在确保满足实际需求的情况下，无人机能够实现360°的无死角转换，在各个角度对矿山进行拍摄。这样一来，不仅可以保证整个矿山拍摄到的画面具有极高的完整度以及清晰度，还能够精确保存矿山地质的综合数据信息。在此基础上，借助Severlyt技术将无人机所拍摄到的矿山画面拼接在一起，这样就能形成一个具体的三维地质模型。通过三维地质模型，不再需要人工对矿山地质进行测绘以及矿山地质数据的补充，能够直接将矿山的立体图像展示出来。不但能够在极大程度上减少人力和物力方面的非必要投入，与此同时还保证了矿山测绘工作的精度和效率，进而实现了3D可视化矿山地质建模。
2.2选取地质勘查测量点
在建立三维地质模型的基础上，选取测量点。在使用无人机进行矿山三维摄影测量工作时，必须优先划分好重点测量的矿山区域。再选取对应的测量点致力于确保有效控制无人机能够按照预先设定的飞行路径飞行。工作人员在选取测量点的时候，必须要遵循由易到难的选取原则。优先选取矿山中特征性强、即使在高空也极易被发现的物体作为测量点。将被选取的测量点作为矿山地质勘查基准，接着利用无人机开始进行三维摄影，使三维摄影得到的图像精准、可靠。
2.3矿山地质勘查图像处理
在矿山地质勘查工作开始之前，不仅要选取相应的测量点，还要反复检查无人机设备，做好相关设备调整工作，确定无人机摄像头的各项指标正确等。为了实现矿山地质数据采集、矿山地质图像处理以及摄影测量，必须对无人机进行加固，避免在拍摄过程中无人机摄像头移位或者松动问题的发生。由于无人机三维摄影对矿山地质测绘的过程中，无人机即便遭受到外界环境的干扰，但外界干扰对无人机产生的具体影响较小。特别值得注意的是无人机的飞行速度以及拍摄角度等问题，这些因素是直接可以影响到拍摄图像的效果。为了达到对于矿山地质勘查预期的效果，在对拍摄到的图像进行后期处理中，必须融合其它多项图像处理技术，去除图像中的干扰项。图像处理综合信息。无人机用于矿山地质勘查捕捉航拍图像，能够在针对拍摄到的图像处理上创造出真正的差异。这些图像作为矿山地质勘查3D可视化建模的基础，从2D地图到3D模型，无人机三维摄影技术能够创造新的可交付成果。为矿山地质勘查开辟了全新的机会，从而提高了矿山地质勘查的精度以及速度回转。
2.4影像地层学的应用进展
影像地层学，其充分依托地层学、沉积学以及层序地层学等学科理论，借助遥感地质研究分析方法，实现岩石地层全面直观划分以及识别空间分布情况的一门学科。影像地层分析主要包括影像层序结构分析与矿石地层光谱反射情况分析两种方法。影像地层划分的基本信息为：岩层空间分布特征、影像剖面及层理特征、影像空间结构特征、图形结构识别、影像文理结构特征、地表景观信息标志等。通过影像地层学在区域地质调查中的应用，推动了地质人员对于区域地表地貌、岩石分布及特性、植被特性、矿产资源的空间环境及分布等情况的分析把握，有助于区域生态及矿产等资源合理有效地开发利用。
2.5遥感构造分析的应用进展
遥感影像能够直观、真实且形象地呈现出地壳的空间构成及运动轨迹，有利于区域地质调查工作的开展，能够为区域地质构造填图及研究出示强信息、多维度、比例全的构造影像。遥感构造分析，即指充分依托现代地质构造学科理论，广泛借助地质构造影像信息，对区域地质构造进行分析研究的一种方法。目前，在1：5万区域地质调查中，我国遥感构造分析从理论及实践等方面都获得了迅猛的发展，其能够从单一到多学科，从地表到深层，从静态至动态对区域地质构造进行全方位研究分析。我国遥感构造分析研究分析的内容主要为构造线性体模式研究、多层面信息的深部构造研究、构造信息的定量分析研究三个方面。通过遥感构造分析的应用发展，其不断推动遥感地质构造填图与区域地质构造研究的持续深入发展，且在遥感构造分析的未来应用中，其必将会获得更为长足的发展。
结束语
遥感技术属于我国区域地质调查的核心技术，对于区域地表地貌、生态环境以及矿产资源的持续发展利用意义巨大，借助遥感技术进行区域地质调查能够有效解决生态及矿产资源勘探及开采的难题，能够准确、便捷、直观地反映出生态及矿产资源的分布情况，故应用遥感技术进行区域地质调查具备极大实效性，有巨大发展前景。
参考文献
[1]董秀玲.基于矿山地质勘查的弹射式无人机航空摄影检测技术研究[J].世界有色金属,2019(05):281+283.
[2]刘洋.无人机航空摄影测量技术在矿山地质环境治理中的应用分析[J].工程建设与设计,2018(20):267-268.