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无人机技术在矿山测量中的应用研究

发表时间：2020/10/14 来源：《基层建设》2020年第19期作者：王炎昌

[导读] 摘要：近年来，我国对矿产资源的需求不断增加，矿山开采越来越多。矿山测绘对矿山后期科学性、合理性和安全性的利用起着决定性作用，它是矿山开发的基础，所以，矿山测绘工作对矿山测量有十分重要的意义。

        郑州百启测绘有限公司河南郑州 450000
        摘要：近年来，我国对矿产资源的需求不断增加，矿山开采越来越多。矿山测绘对矿山后期科学性、合理性和安全性的利用起着决定性作用，它是矿山开发的基础，所以，矿山测绘工作对矿山测量有十分重要的意义。但就我国目前的发展现状来看，传统测绘已经无法满足现今矿山测绘的需要，存在很大误差，也不具备高效率。而无人机的出现很好的解决问题，测量范围和领域非常广泛，操作简便灵活。本文介绍了无人机的航测技术和工作流程，研究探讨了无人机航测技术在矿山测绘中的应用研究，为今后在无人机航测工作方面和相关方面提供一些参考经验，为后期工作能够奠定基础。
        关键词：无人机；矿山测量；应用研究
        引言
        无人机航测在环境质量检测、国土资源调查、城市建设规划、自然灾害的防治等领域都有较大的应用。地理信息系统主要是应用于矿山测绘信息的数据处理和图像管理，能够准确获取数据，并且保证在日后的查询和整合的进程中能够具备有效的资源和信息参考。全球定位系统在使用的过程中具有全天候、多角度、灵活性等特点，能够保障数据采集的全面性和准确性，并降低数据测量进程中的误差和披露。
        1无人机测绘技术概述
        无人机测绘技术出现较早，但由于当时的信息技术水平较为落后，在实际的应用过程中具有较大的局限性，并没有在矿山测绘中得到普及使用。近年来，社会朝着信息化的方向高速发展，无人机测绘技术也在此形势下取得了显著的进步，因该技术测绘数据精准，测绘过程效率高等优势更受到了人们的青睐，使其在矿山测绘中被广泛使用。除此之外，无人机具有较强的灵活性，发生突发事故的概率与传统人机测绘技术相比也较低，因此，对于测绘范围较小和测绘难度大的区域，无人机测绘技术能够发挥更加显著的效果。由于无人机上的相机分辨率较高，能够在测绘的过程中，及时捕捉到清晰的矿山画面，有助于测绘人员掌握更加精准的测绘信息。无人机测绘技术对测绘区域的要求相对较低，受到气候条件的影响也较小，具有较强的便捷性，有助于为测绘人员提供采用人工测绘的方式难以采集的数据信息，更减少了人工测绘中因测绘设备操作不当和矿山结构复杂等因素为测绘人员带来的安全隐患。
        2无人机航测技术在矿山测绘中应用的价值
        第一，提高了操控的效率。基于机型、无人机航测技术的视角来说，对比从前应用在矿山测绘中的人机航测技术来说，无人机航测技术拥有着十分明显的优势特征，取得了更好的测绘效果，不仅便于携带与操控，而且提升了航测技术应用的效率。第二，确保了矿山测绘所得数据信息的准确性。通过将无人机航测技术运用到矿山测绘工作当中，能够保证矿山测绘的质量，借助更高分辨率的摄像头，可以提高所测绘数据信息的准确性。一般来说，相较于人机航测技术，通过无人机航测技术测得的相关数据信息是更加精准的，能够带给之后的设计、施工方案的编制更多的数据参考与依据，提供了极大的便利性。第三，在应急性方面发挥出良好的作用。进行矿山测绘工作的过程当中，一般包含了十分复杂的不同流程部分。在具体测绘的时候，其中存在的很多不确定因素是难以规避的。所以，应急性如果较好是非常关键的。以往在矿山测绘当中所采用的人机航测技术，一般会被很多不同的因素所影响，一旦产生突发性事件之后，通常难以立刻制定出科学的应对策略，进而导致出现了一系列相关的不良问题，比如，人工、资金等方面会蒙受巨大的损失。而通过运用无人机航测技术，显然能够有效处理很多不同类型的突发性事件，使人工、资金方面的损失率下降，达到控制成本的目的。

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        3无人机航测技术在矿山测绘中的应用措施
        3.1航线设计和地面控制测量
        无人机工作人员在接到任务时，要熟悉地形地势、地理位置以及测量面积等，在无人机起飞之前，还要勘察测绘地区周边的一些相关区域，然后开始执行无人机飞行任务，根据飞行勘察到的结果，可以把测量到的地理区域合理的分成很多较小的区域，这样的较小区域我们称之为子区域，所以进行无人机航拍时，设计航线图对测量任务十分重要。航线图的设计涵盖很多方面，飞行高度、飞行方向等必须在航线图中体现出来。无人机的航测技术有很多重要性指标，其中地面控制测量是最为关键的，它决定着航拍影像的清晰度和质量，是无人机进行地面控制测量的重要一步，它可以控制无人机的飞行轨迹和飞行状况，在飞行过程中合理有效的对测绘区域布置控制点，避免发生一些突发状况，这样才可以全方位多角度的对测绘区域进行准确测量，达到理想效果。
        3.2无人机航测联合平差
        无人机航测包括垂直摄影和倾斜摄影数据。然而，一些传统的测量系统不能很好地处理倾斜摄影数据，因此在无人机航测的通用设置中，应充分考虑图像之间的几何变形和遮挡关系，保证矿产资源即使是隐藏在建筑、植物等覆盖下，仍旧能够通过遮盖物、土层等有效判断矿产位置。在此基础上，结合POS系统提供的外方位元素，采取由粗到精的金字塔匹配策略在每级影像上进行同名点自动匹配和自由网光束法平差，得到较好的同名点匹配结果。利用外方元素与测量元素相结合的勘测形式，能够准确判断出矿产资源位置，尽量缩小存在的误差和偏差，得出较为准确的矿产资源位置。
        3.3保持航测精度
        无人机测绘技术不仅实际获得的成像有着较高的清晰度，精度也能够得到保证，同时还能打破原本恶劣环境的限制，满足测绘工作的实际需求。为了能够将其作用全部发挥出来，企业需要对测绘人员展开培养，促使其整体水平有所提升，通过合理引导，促使其掌握相关基础操作方式，懂得如何进行合理使用，进而确保航测的精确性能够达标。
        3.4空中三角测量
        使用无人机开展测绘工作，通常是通过无人机上的数码相机进行数据信息的收集。因此，虽然无人机测绘技术具有较高的精准度，测量的范围也较广，但由于部分地区在数码相机中的成像较小，使得测绘数据不够完善。在这种情况下，测绘人员可以通过空中三角测量技术来完善无人机航测的不足，空中三角测量技术是根据航摄像片上所量测的像点坐标及少量的地面控制点求地面加密点的物方空间坐标的方法，习惯称摄影测量加密。测绘人员通过这种方式，在掌握足够的数据信息后，可以利用相关专业软件，将这些数据信息做好收集整理，能够有效提升测绘数据的完整性和准确性。
        3.5加密航测结果
        无人机航测结果加密主要使用的是空中三角测量技术，当测量位置区域面积较小，地面控制点数量较少时使用空中三角测量技术，能够针对某一个具体矿山进行详细的数据监测，对其中影像的外元素、测量区域中的加密点坐标进行详细计算，通过采集、计算、整合等技术汇集成PATB光束法区域网平差软件。在此基础上能够确保矿山航测结果的精准性、科学性。
        结语
        综上所述，随着经济建设的不断成熟和发展，人们对于矿产资源的利用需求逐渐增大，我国无人机航测在找矿技术作业中的应用正在快速发展，并且取得了相应的成效。近年来，社会经济和科技水平不断进步，国家对于找矿工作给予了更大的支持和投入，无人机航测技术也一定程度上增强了自身的科学性和有效性。因此，应当在现阶段无人机航测技术的基础上进行有效的调整和利用，促进我国找矿工作的顺利运行。
        参考文献
        [1]王丞.探究无人机航测在矿山测绘中的运用[J].世界有色金属,2018(15):36+38.
        [2]黄奎树.无人机航测在矿山测绘中的运用分析[J].世界有色金属,2018(20):22+24.
        [3]张志业.无人机遥感技术在测绘工程测量中的运用[J].工程技术研究,2019,4(20):104-105.