韩超，李立静，张庆芬
山东豪邦信息科技有限公司,250101
摘要：随着现代社会的进步与发展，国家对矿产资源开发项目提出了更高的要求。当前的矿产资源开发项目中，利用无人机设备对矿产地区进行监控测量已经十分普遍。这种测量方式能够满足测量矿产数据与地质数据的工作要求，避免传统测量中因设备或人工操作引起的问题，保证测量效率与准确性。本文主要对无人机设备性能进行分析，并以无人机摄影为基础，探讨了以空三加密、点测法、DOM与DEM等为核心的矿山监测开发新技术，希望可以对矿产开发项目提供一定帮助。
关键词：矿产开发；无人机设备；开采监测；空三加密
引言
现如今资源十分有限，不合理的矿产资源开发与使用，会极大的浪费我国的矿产资源，在开发过程中也让自然环境受到污染，严重影响地质情况，因此，我国政府与矿产局以矿产开采标高、范围等为标准，不断加大对矿区开采监管的工作力度。由于矿产资源多数分布在偏远地区，周边环境较恶劣，交通闭塞，监管工作难度较大，因此，必须要采用更加先进、科学的矿产监管模式，提高监管工作的监测效率。将无人机高清摄影技术，应用在矿山开采监测工作中，能够高效的降低矿产监测的工作难度，提高监测工作效率，这对我国的矿产开发工作有着十分重要的意义。
一、无人机设备监测摄影技术
无人机设备摄影监测系统主要包括以下几方面，即机身本体、电源系统、信号接收发射系统、数据分析系统以及飞行远控系统。主机上安装了远程微型摄像装置，利用电源系统为机体与内部数据分析装置的运行提供电力支持。在无人机飞行至指定监测范围中，利用控制装置，操作摄像装置与信号发收系统进行矿区数据监测，使矿产监测工作者能够实时明确矿产区域的具体情况。
二、无人机设备摄影测量重要的技术意义
矿山开采工程通常地处位置较为偏僻，地区地形十分复杂，工程规模较大，自然环境恶劣，因此，采用传统的监测技术方式比较困难，会增加开采监测的正常工作量，延长监测工作的周期。另外，矿山中的储存量动态变化较快，使用传统监测方式不能及时的对矿山数据进行有效监测，影响矿山的开发进程。利用无人机设备结合相应的监测技术，能够实现在空中区域对矿山地区进行监测，这样可以最大程度减少矿山复杂地形对监测工作产生的影响，提高监测工作效率，降低工作难度。
无人机的飞行高度为1000 m左右，对起落场所的要求比较低，无人机机体上装设高清摄像装置系统，能够形成数据图像，在保证天气状况良好的基础上，就可以操作无人机进行数据采集工作。和传统地区数据测量模式相比，无人机采集到的数据更加准确、便捷，其性价比高，经济效益好，更适合进行勘探监测工作。
三、无人机设备在矿山开采监测工作中的应用技术
（一）无人机设备获取监测数据
利用现代无人机设备，结合摄影测量技术，能够有效的获取到DEM、DOM、DLG数据影像，获取数据影像的具体流程，如图1所示。
矿区应用无人机进行监测工作的具体方案为以下。首先，在进行矿区监测之前，需要对矿区的地质环境、周边情况等做初步预估，根据所测地区高程与摄影比例尺，确定好无人机设备的监测行高。无人机设备获取到的数据必须是真彩色、0.06m分辨率以下的矿区实际全景图像，低空监测时，一定要保证航带重叠率在80%以上，重叠间概率要超过60%。
图1 影像数据获取流程图
（二）空三加密与像控点监测方案
空三加密技术指依据现代科技的光学原理与光束测距技术，利用设备在所测地区高空区域内进行三角测量操作。利用无人机外部设备的影像提供数据，再由内部数据影像处理器进行数据处理。
像控点技术主要原理为，在无人机设备进行地区拍摄时，监测工作者要反复的进行数据查看，核对测量地表坐标与对象影像，保证影像符合所测地表。采用像控点测量技术必须要保证所测地区的位置点与野外地标点相结合，选取其结合后的实际数据。像控点技术的测量方式为，利用测量技术RTK与HNCORS网络进行地区监测，每个地区像控点都需要进行5次以上的测量操作，取平均值数据作为最终测量结果，保证测量结果的准确性。
（三）DOM与DEM技术
在对监测影像数据实行空三加密技术处理之后，从加密成果中，得到数据匹配点，再生成所监测地区的三维点像数据，根据点像数据能够生成矿区位置的DEM数据图像。利用矿区外部的方位点与DEM数据图像，能够对所有图片影像进行数据分析、纠正与管理操作，最后得出DOM数据。利用网络软件对图像进行镶嵌，剪裁图像轮廓，处理图像色彩，修饰整体等，形成矿区的DOM数据图像。
四、矿山开采监测技术的主体应用
（一）监测矿山开采地区范围
监测矿山开采地区范围是指结合矿山的整体范围，监测开采工作有无越界情况。利用无人机设备监测形成的影像图，能够确定矿区开采的边界位置，将其位置与矿业局存档中标注的界限坐标做对比，就可以明确判断出开采工作是否存在越界行为。最先进型号的无人机设备在航空摄影测量上的误差小于1m，数据结果完全满足监测需要。
（二）矿区储量监测
利用无人机在空中测量到的DEM信息数据，能够对矿区的实际储量进行测量。借助数据分析软件—ARCGIS，进行数据规划与统计，将平面差值中的参数进行分析，就可以知道矿区的储量情况，无人机的监测数据精准度较高，完全能够反映出矿区的实际情况。
五、验证实验
为测量无人机在进行矿区监测时的数据准确性，对其平面摄影与空三加密的精度进行测评，其结果如表1与表2所示，技术误差不超13cm，高程误差不超17cm，数据精度准确。
结语
利用无人机设备结合相关监测技术能够有效的进行矿区监测工作，其数据较为准确，实现了实时监测矿区开发情况，能够保证监测效率，最大限度降低监测误差，将无人机设备应用在地区监测项目中会更为广泛。
参考文献
[1]张曦. 基于无人机摄影测量技术的矿区沉陷监测方法研究[D].河北工程大学,2019.
[2]史文芳.基于无人机摄影测量技术的矿山开采监测研究[J].世界有色金属,2018(02):60-61.
[3]杨青山,范彬彬,魏显龙,包琦,许正鹏,喻帆.无人机摄影测量技术在新疆矿山储量动态监测中的应用[J].测绘通报,2015(05):91-94.