无人机航拍技术在矿山储量核实中的应用研究

无人机航拍技术在矿山储量核实中的应用研究

李佳

广西壮族自治区三〇五核地质大队，广西柳州 545005

摘要：经济的快速发展，人们的需求不断进步，对于矿产资源的要求也越来越高，矿产作为不可再生资源对人们的生活有着及其重要的作用，目前，随着科学技术的快速发展，相关技术的进步，无人机崭露头角，多项研究表明，无人机对于地形的测绘工作有着非常出色的成绩，现在已经开始采用无人机拍摄来获取空间数据，通过无人机的工作我们可以发现使用无人机测绘大大降低了工作的难度，其低成本，高效率的优势让我国在核实矿山储量，这方面取得了巨大的进展，推动了矿山研究的发展。

关键词：无人机；矿山；应用研究

矿产资源是经济社会发展的重要物质基础。开发利用矿产资源是现代化建设的必然要求。由于我国的人口较多，所以我国的人均占有量很低，是一个资源相对贫乏的国家，所以我国对于矿产资源的开发更加重视与保护，但是有些企业为了节省开支，获得更大的利益，最大程度的开采矿产，对资源的极大，对我国的环境也产生了很大的破坏，开采矿山最重要的就是先核实矿山的储蓄量，所以为了不浪费不破坏当地的资源，无人机就起到了必不可少的作用。

1 无人机

简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些危险的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。无人机最早在20世纪20年代出现，1914年第一次世界大战正进行得如火如荼，英国的卡德尔和皮切尔两位将军，向英国军事航空学会提出了一项建议：研制一种不用人驾驶，而用无线电操纵的小型飞机，使它能够飞到敌方某一目标区上空，将事先装在小飞机上的炸弹投下去。这种大胆的设想立即得到当时英国军事航空学会理事长戴·亨德森爵士赏识。他指定由A.M.洛教授率领一班人马进行研制。无人机当时是作为训练用的靶机使用的。是一个许多国家用于描述最新一代无人驾驶飞机的术语。从字面上讲，这个术语可以描述从风筝，无线电遥控飞机，到V-1飞弹从发展来的巡航导弹，但是在军方的术语中仅限于可重复使用的比空气重的飞行器。

2 无人机在矿山中的应用

2.1 无人机与传统测量的对比优势

因为我国的经济，工业，重工业发展迅速，所以，我们对于矿山里面的能源的需求也越来越大，对矿山开采的深度，范围也越来越广，并且矿山开采本就是一个非常危险的工作，当地的环境，地理位置情况都有很大的误差性，但是我们采用的无人机就可以避免这些安全等问题，一方面，无人机的测量精确度和有效性比人工要高很多，另一方面，也提高了工作人员的自身安全。关于无人机在矿山储量的核实的优势，具体表现为以下几点：

1. 可以获取非常全面的信息操作的时间短，无人机的一般的飞行标准是在1000m一下这样无人机就可以更好的检测地面的复杂情况，测量核实的数据也更加可靠，所以这对于提高工作效果有着很大的好处。

2. 第二，无人机与传统的航空摄影设备相比，无人机的操作更加简单，便捷，而且无人机是遥控飞行，而且体积较小，所以在成本和安全这两个方面更加的具有优势。

3. 第三，在测量数据的时候，无人机更加的节省人力资源，一定程度上的减少了技术人员的工作压力，提高了工作的效率带来了方便。

2.2 无人机项目的实施

首先是路线设计，显示区域地形，区域，和高和低，海拔高度、地形、植被分布和数量、运输、建筑等，开发相应的比例的地图，根据地形条件，规划开发我国的空中航线，包括数量的路线，路线方向，课程重叠的程度，解决重叠程度，飞行高度，等等，每个数据来设计合理的路线规划后精确统计，和操作过程中使用GPS点曝光，飞行控制管理系统进行测试，确保准确获取数据的途径。其次地面控制是通过将工业、外勤人员的野生刺。矿区的测绘领域的图像设置应遵循1：1000地形图航空摄影测量领域的代码要求区域网络布局，实际操作过程中根据矿区地形野生刺的外观，确保地面区域没有死角。第三是空中三角测量利用空中三角测量技术，主要用于数字图像的技术是相对较小，地面控制点是相对较少的条件下计算的所有图片在矿区地面的外方位元素和所有加密点坐标，并将这些数据集成软件PATB光束法区域网平差，因此应用程序在这种情况下，总有自己的和平以及错误检测功能强大的角色。最后是成果精度分析，根据相应的数据来检测定位的误差和最大误差点，连接点误差和最大误差，参照行业标准的低空数码航空摄影测量（CH/z3003-2010），并计算调整结果综合分析矿区的测绘无人机飞行高度，测试的准确性，立体影像的结果比他们的结果满足1：2000地形图绘制的标准要求。这表明，矿区的无人机航空应用程序完全符合所需的测量精度，结果表明，无人驾驶飞行器（无人机）完全可以胜任比人类获得更清晰的图像数据，更适合小面积的大规模地形测绘。

3 关于无人机检测的意见

无人机测绘相比于普通的测绘确实有很多好处，但是在测绘过程中还有很多问题需要注意，因为会有许多外界因素对所测量数据产生影响。所以，我们在使用时，一定要注意避免这些影响对于成果的影响。像控点的布设的好坏对后期成图有着相当关键的作用，首先，每个架次的至少需要5个相控点。若遇到地形起伏变化较大，数目值被复杂地区需加密像控点，若不加密或者分布不均匀覆盖飞行区域时，数据便不能达到精度要求。第二是图像质量，影响图像质量的因素分为天气因素与相机本身因素;天气因素主要是风、雾霾。当风速过大时，应该考虑停止飞行。首先，风大会造成飞机飞行速度和姿态变化过大，导致从空中所照的照片扭曲程度过大，最终成像模糊。同时会加速飞机动能的消耗，导致缩短飞行时间，最终有可能会在有限的时间内未能完成计划区域。第三是相机本身因素，主要是对相机的像素和曝光时间的，像素主要相机本身决定，曝光时间的选取和天气有着密切的关系，当光线条件不好的时候，应该尽量增加曝光时间，第四是重叠率，这是提高相片连接点的重要保障，但是有些时候为了节俭飞行时间或扩大飞行区域，会调低重叠率。重叠率若低，每个地物点仅会在少量航片中显现，在提取连接点的量会很少，相片的连接点少自然会导致飞机的照片连接粗糙，最终导致提取的连接点平差结构弱。高的重叠率则可避免。最后就是飞行高度，它主要影响的是飞行航片中的GSD(每个像素的实际大小)，飞行高度的变化必然会影响航片相幅的大小，以驭云无人机为例，飞行高度与GSD的关系值。通过数据可以得出，飞机离地面越近，GSD数值越小，则精度越高。从中也发现，地面起伏变化大的地区选取合适的飞行高度对提高精度也是相当重要的。

4 结语

总之，无人机在矿山测绘中发挥着非常重要的作用，它极大的降低了传统方式的人力，物力资源。并且也极大的确保数据的准确性和技术人员的安全。所以使用无人机，是未来生产和科学研究不可或缺的数据收集方法，有着广泛的发展前景，同时也为我国的经济发展奠定了重要的基础。

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