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无人机航测在矿山测绘中的应用

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：李向前

[导读] 摘要：矿山测绘工作的开展，能够帮助我们有效的掌握矿山的资源分布情况和使用情况，有利于科学合理的进行矿山开采。

        国家能源集团神华新疆吉木萨尔能源有限责任公司准东露天煤矿新疆乌鲁木齐 830000
        摘要：矿山测绘工作的开展，能够帮助我们有效的掌握矿山的资源分布情况和使用情况，有利于科学合理的进行矿山开采。矿山测绘是我们对矿产资源监控的重要工作，每年开展都需要耗费大量的人力、物力和财力。但是随着科学技术的研发，无人机出现并应用于矿山测绘中已经成为必然的潮流趋势。本文通过文献研读和实地考察，总结出无人机航测具有分辨率高、效率高以及经济实用性强的特点，并分析了无人机航测在矿山测绘中的实际应用，希望帮助人们了解和掌握无人机航测。
        关键词：无人机；无人机航测；矿山测绘
        1无人机航测技术概述
        采用无人机航测技术，主要是对矿山上的自然条件和资源分布情况进行航测。从自然条件来分析，通过无人机航测在矿山测绘中的应用，能够在航测过程中了解矿山的地形地貌、区域位置以及水文分布情况。从资源分布情况来分析，无人机在矿山测绘中使用，能够迅速的航测出资源的分布位置、分布情况以及开采状况，以便于了解矿山的资源情况，从而进行科学合理的开采。相对于过去使用的航空摄影技术来对矿山进行测量而言，无人机航测是在航空摄影技术的基础上进行的创新，除了本身兼顾航空摄影技术的各项功能和优势外，还具有的工作周期短、工作成本低、分辨率高、精确度高等优势是航空摄影技术难以睥睨的。无人机航测主要使用了以通信技术、GPS技术、数码传感技术以及数据处理技术为主的高科技术，已经逐渐成为矿山测绘中通用的测绘设备。
        2无人机航测应用的优势分析
        1.分辨率极高的影像数据
        无人机航测能够具有分辨率极高的影像数据，主要是由于飞行方式和影像设备两个方面的影响。从飞行方式来分析，无人机航测在进行矿山测绘过程中，飞行的高度不高。这种低空飞行的方式使得无人机能够近距离的接触矿山，从而能够在一定程度上提高了焦距效果，使得拍摄的影像数据十分的清晰可辨。从影像设备来分析，无人机内部装置了具有高清分辨率的影像设备，使得无人机航测的影像数据具有厘米级的分辨率。在实际应用中，无人机航测不容易受到海拔高度和地形地貌的影响，从而应用范围比人工测量的广，并且无人机航测的数字分析能力也是人工分析不能比拟的，能够降低数据分析的错误，促进了矿山测绘工作高效的进行。
        2.2高效率的获取数据信息
        无人机应用于矿山测绘中，能够通过航测高效率的获得数据，主要四由于无人机航测高科技术的应用和无人机航测工作范围两个方面的影响。从无人机航测高科技术的应用来分析，无人机航测过程中主要融合了GPS精准定位技术、通信技术、遥感技术、传感技术、低空飞行技术以及影像技术。多个高科技术的融合使得无人机航测中能够获得迅速快捷的获取数据信息，从无人机航测的工作范围来分析，无人机航测的工作不受到时间的限制，也不受到地理空间的限制，只要外部环境较好，没有太大的风力影响就可以持续性工作，减少了工作时间，提高了工作效率。
        2.3经济实用性强
        经济实用性强是无人机航测又一个突出的优势。由于无人机购买价格不高，且使用手续简单，使得无人机应用于矿山测绘中所耗费的资金较少。而且无人机航测受到技术的影响，能够替代许多人力难以做到的工作，能够缩短工作的周期，能够降低工作的风险，能够迅速的获取矿山数据，所以无人机具有极高的经济实用性。
        3无人机航测在矿山测绘中的应用
        3.1空中三角测量
        无人机航测主要采用空中三角测量的方式进行。在空中三角测量中主要采用的是DATMatrix +ATMatrix+PATB技术。这项技术能够无人机拍摄的矿山影像进行标注外放元素和加密点坐标。通过空中三角测量方法，能够将无人机航测获得的数据集成PATB光束，并在专门的软件中使用，能够提高无人机航测的精准度。

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        3.2成果精度分析
        无人机航测后进行成果精度分析时，需要注意测量数据误差的存在。不论使用什么测量仪器，误差是必然存在的，但是无人机航测能够将误差控制在合理的区间内。在进行成果精度分析的时候，可以将专业的航空摄影标准规范为参照数，采用测量中定向点和连接点中的误差以及最大误差来计算出无人机航测的精准度，并能够计算出无人机在矿山测绘中所使用的航高高度。根据地形图测图的比例尺，对于无人机航测的影像数据，分析出无人机航测是否具有测量要求的精度，确定无人机航测的成果精度大小。
        3.3确定飞行方式
        确认飞行方式是无人机航测应用中十分关键的步骤。空中三角测量和成果精度分析是无人机航测中的关键技术。在空中三角测量中可以对加密点进行坐标标注，并能够降低影像摄影设备的坏损概率。而成果精度分析能够确定无人机航测的误差大小，从而确定无人机航飞的精准度，从而能够绘制出合适比例尺的矿山资源分布图。但是不管是空中三角测量，还是成果精度分析，都离不开无人机确定飞行方式的关键步骤。无人机航测飞行方式的确定，主要是根据矿山的地形地貌来确定的，主要采用的是低空飞行方式，但是面对海拔较高的矿区，需要考虑高空飞行方式。不同的飞行方式，对空中三角测量和成果精度分析都存在不同程度的影响。低空飞行作为无人机航测最常用的飞行方式，主要是由于低空飞行能够近距离的摄影矿山，有利于提高空中三角测量和成果分析的精准度。
        3.4明确基本流程
        无人机应用于矿山测绘工作中，就必须明确无人机航测的基本流程，以便于更好的使用无人机航测。无人机航测首先应该根据矿山的地理位置，圈定出需要进行无人机航测的地区。其次，需要派遣专业的人员到圈定的航测地区进行实地的勘察，以便于制作出更加精细的航测路线，成为无人机航测的重要辅助。最后，需要对勘察的数据进行梳理，将数据衔接起来，逻辑化、数字化以及标准化。然后参照数据进行无人机航测。需要注意的地方是确定无人机航测的地区范围是不可以忽视的前期工作，也是保障矿山测绘工作能够按照既定计划完成的关键步骤。工作的开展不可盲目前进，而是需要层层开展，逐步进行，最终获得精准度和科学性较高的最佳测绘数据。
        3.5数字矿山的建设
        数字矿山的建设是将数字化技术应当到矿山测绘中的重要体现。数字矿山的建立能够极大的便利无人机航测的影像摄影和后期数据处理。建设数字矿山主要是做好基础数据的管理。所谓的基础数据主要包括地形数据、气象数据、水文数据以及数字高程模型等。相对于传统手绘的方式，数字矿山的存在提高了数据更新的及时性和便捷性，降低了数据更新的周期和成本，并且提高了数据连接的精准性，提升了各个数字板块结构合理性和矿山整体数字板块的完整性，能够极大便捷无人机航测的使用，提高矿山测绘的工作效率。
        结束语
        无人机航测逐渐应用于矿山测绘工作已经是发展的主要潮流趋势。本文从空中三角测量、成果精度分析、确定飞行方式、明确基本流程以及数字矿山的建设五个方面分析了无人机航测在矿山测绘中的应用。但是现有的无人机航测技术还在持续的研发，难免会出现局部的问题。在未来的无人机研发过程中，建议通过多维方案的设定，使得无人机能够根据矿山地形的差异选择不同的航测方案，从而能够提高测量的精准度。并且在航测中应当选用短焦距镜头和CCD靶面来提高影像设备的效果。相信在未来随着无人机技术的不断研发，能够给我们带来更加先进的矿山测绘技术。
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