浅析无人机测绘在矿山测绘中的应用

浅析无人机测绘在矿山测绘中的应用

李正弘

安徽省地质测绘技术院安徽省230001

摘要：无人机测绘技术是目前非常重要的一种航测技术，其在一定程度上摆脱了高精度以及高难度测绘的束缚，推动了测绘技术的提升。对于矿山测绘来说，传统测绘技术是通过人力以及简陋的设备完成测绘工作，测绘难度较大，效率低下，采用无人机测绘技术则能够缓解测绘难度，提升测绘效率。

关键词：无人机测绘；矿山测绘；应用

某测绘地区的面积大致为九平方千米，该处地形是盆地，四周是群山环绕，但山体不高。测绘区域的地形中间高两边低，最高的山体约1200米左右，最低山体高度在900米。海拔差距不大，且此处的植被丰富，有少量的人类居住，距离交通干线的距離较近，总区域的长宽比例为1：1，是一块较为规则的正方形区域。设计人员综合考虑该地区各方面的因素，最终确定八条线路，航测时需要八台无人机同时沿着规划好的线路行进。航线的重叠度控制在60%以下，并在航线中设置重要的曝光点，每条航线的曝光点在15处左右。

1无人机测绘优势

无人机技术主要由高分比率的数码传感器、无人机平台、导航定位仪以及计算机技术等相关应用组成。其优势主要体现在以下几个方面：第一，数据的分辨率较高。无人机在航测的时候，会携带传感器，传感器分辨率交稿，能够得到厘米单位的影像资料，能够满足检测图不同比例的需求，比例能够按照研究的要求进行缩放，这个特征是传统测量技术难以匹敌的。第二，较快的数据更新速度。无人机主要在无人驾驶的模式下自动测量以及测绘数据，而且保持低空飞行，对于空间领域限制要求相对较小。只要天气情况良好，无人机获得注册许可之后，就能够开展测绘工作，这在一定程度上确保数据资料更新以及采集的及时性与实时性。第三，有利于数字矿山的建设。通过无人机技术所获取的数据信息精确度较高，因此有利于数字矿山的建设。在应用无人机技术的过程中可对矿山的地貌进行全面测绘，帮助相关人员获取数字、图片等多种类型的数据信息，同时还有助于开采人员了解矿山的地质构造与地形信息，进而在此基础上制定出合理可行的矿山开采方案，这样就能够使整个开采过程开展地更加有序，并且可有效提高开采效率。下面就以表格的形式对无人机技术的具体应用进行详细介绍，如表1所示。

表1无人机技术在金属矿山测绘中的应用

2无人机航测对矿山测绘的影响

我国社会经济发展迅猛，对矿产资源的需求量不断提升，因此必须加强对矿山的测量与开发工作。无人机航测在这一方面表现出了很好的效果，使用多种先进的科学技术，使无人机航测工作更加完善。在此项遥感技术的使用过程中，应对其中使用到的技术进行加强管理，使无人机航测的结果更加准确。无人机航测在很多方面有着独特优势，具体可分为以下几个方面，第一个方面，能够对矿山进行整体监控，矿山的测绘与开采工作会对周边环境造成一定破坏，无人机航测能够对矿山的各项工作进行实时监督，确保环境不受破坏，使矿山能够得到更加长久的发展。通常来说，矿产资源丰富的地区，地质环境相对较为恶劣，很难对具体地理位置进行分析与确定，导致测绘数据不够准确，地理信息采集较为困难，使用无人机航测能够有效解决这一问题，对地理面貌进行拍摄，可以在距离地面较低的地方飞行，这就使测量更加准确，在很短的时间内即可进行测定，信息更加全面。第二个方面，矿山在后期建设与开发过程中需要有一定依据作为基础，这就需要大量的图像与数据作为填充，使管理系统得到良好的运行，但这些数据使用传统测量技术是很难得到的，需要无人机在距离地面较近的高度进行拍摄。由于无人机航测的优势，这种近距离拍摄在较为偏远的地区同样可以达到。第三个方面，众所周知，所有的矿产资源都是不可再生的，必须要合理开发、合理使用。我国颁布了相关法律法规，对矿产资源开采工作进行限制，但一些私自开采的情况仍然存在，我国疆域辽阔，若想做到实时监控是非常不容易的。在这些地区，当地政府就可以使用无人机对其进行航测，对矿产资源进行保护。

3无人机测绘操作流程

（1）收集、整理资料。获得任务之后，要分析调查的目标以及任务，明确采用的遥感设备以及飞行平台，按照调查区域的气象条件以及地质条件，选择无人机测绘工作的时间以及季节，收集相关的地质资料，将此作为野外勘探的依据。（2）选择起飞的场所。在到达调查区域之后，按照无人机飞行平台，选择开阔以及无人的公路、平地作为起飞以及落地的场所，最大限度的保证飞机、人员以及机载设备安全性，开展相应的飞行工作，确保飞机能够顺利的起飞与降落。因为飞行本身存在一定的难以预估性，安全隐患相对较高，在试飞行之前，对于起飞以及降落场所的勘探是非常有必要的，无人机起降对于场地要求相对较低，要重点考虑无人机安全问题，包括整个飞行系统设备安全性以及测绘过程中可能会出现的意外事故。（3）设计飞行方案。优秀的飞行方案可以有效的降低飞行的时间以及架次，在充分了解目标区域位置以及面积的前提下，充分考虑最终飞行的效率，在确保目标区域被全覆盖的基础上，使用最短航线获取目标区域影像资料。（4）检查机载控制系统。无人机测绘的顺利完成需要以优良的装备为基础，因此在无人机起飞之前以及落地之后都需要认真的检查无人机部件，分析记载设备的运行情况，确保所有部件都能够运行良好，从而更加高效而又安全的开展测绘工作。

4无人机测绘在矿山测绘中的应用

4.1确定矿山测绘数字结构

现代矿山采矿业中，测绘工作占据了极为重要的位置。合理化的使用无人机测绘技术开展矿山测绘，按照无人机远程成像最大化的体现出矿山测绘的基本数字结构，这种形式不单单能够在某种意义上满足矿山企业整体化发展的态势，同时也可以在某种意义上减少矿山测绘成本。

4.2确定基本航线

因为现代无人机的持续发展，无人机技术在相关领域的实际应用开始变得更加广泛。对于矿山测绘工作来说，传统矿山测绘工作普遍存在低效化的特征，无法满足经济高速发展的要求，提升矿山测绘效率逐渐的成为了当前热门课题。使用无人机测绘技术实施矿山测绘，要从航测的层面出发，明确航测航线，满足无人机航测的范围要求，这就需要我们要充分掌握测区的地形结构以及面积，按照不同的地形剖面图寻找与之相匹配的海拔选择范围。

4.3保持航测精度

无人机测绘技术是当前非常重要的测绘方式，不单单具备了成像清晰以及精度较高的特征，同时也可以突破恶劣环境，满足矿山测绘的需求。矿山测绘中合理化的使用无人机测绘技术就显得尤为重要。需要提升人工无人机测绘技术的整体把握水平，通过线上以及线下教学的形式，充分引导工人有效掌握无人机测绘的操作方法，保证了航测的精度。

4.4明确测绘内容

（1）矿区大比例尺地形测绘。使用无人机规划航线之后，不舍覆盖被测区域特定数量的平高点以及平面点，通过RTK以及CORS方式搜集像控点的三维坐标。把POS数据以及数字影像数据完全导入到航空摄影测量数据处理软件当中，实施影像匹配、空三解算、DOM制作等基本的操作，最后使用DOM正射影像导入数字成图系统实现矢量化，绘制包含道路、建筑物轮廓以及河流等相关要素在内的数字化地形图，方便对矿区地理信息数据库的更新。（2）矿山堆体量测算。在需要计算矿山的土方工程施工量以及煤炭堆量的时候，传统的方式通常是利用RTK方法，依据特征点以及格网采集数据，会耗费大量的人工量，同时数据精度也会受到传统经验的影响。

5结论

近年来，随着我国科学技术的不断发展，无人机航测技术正在不断更新与完善，在矿山测绘行业中充分发挥了自身优势，使矿山测绘工作的效率得到提升，减少了人工作业存在的误差，也降低了作业成本。矿山测绘信息越来越准确，工作人员通过遥感技术进行操作，避免了人身事故的出现。打破了地质条件的束缚，对各种条件下的矿山进行测绘。在实际应用过程中，需要根据矿山的具体情况进行无人机测绘方案设计，使测绘效果得到提升，更好的服务于矿山测绘行业中。

参考文献：

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