探讨无人机遥感技术在金属矿山测绘工程测量中的应用

探讨无人机遥感技术在金属矿山测绘工程测量中的应用

成志伟

身份证号：410823198907040192

摘要：随着科技的发展，测绘技术不断进步。传统模式下金属矿山测绘主要以野外测绘、手工计算等工作为主，存在分辨率低以及精度低等问题，难以为后期金属矿山综合管理提供支持。而随着无人机技术的发展，尤其是大疆等系列无人机技术逐渐成熟，基于无人机平台开发的遥感技术具有自主性强、数据处理快等等优点，可以实现数据采集、处理与应用等功能的整合，满足金属矿山测绘工程处理要求，值得关注。

关键词：无人机遥感技术；金属矿山；测绘工程；测量应用

引言

矿产资源是我国社会经济发展的重要物质基础，露天矿山在建设生产过程中会对生态环境造成很大的影响，扰动地表面积大、土方挖填和弃土弃渣量大。在露天矿山建设生产过程中采用无人机遥感测量技术可以为生产工艺的确定和生产流程的制定提供全面的数据支撑，保证矿山作业的效率、质量和安全性，推动我国矿产企业的健康、持续、稳定发展。

1无人机遥感测绘关键技术特点

1.1数据获取周期短

露天矿山测量中卫星技术和常规航空遥感技术最为常见，相比无人机遥感技术，前者在矿山测量的应用中存在很大的局限性，所获取的测量数据的准确度、完整性不足。以卫星测量技术的应用来看，该项技术在实际应用过程中具有以下3类弊端：（1）卫星通信信号和数据传输效率受到大气层的影响比较大，使得露天矿山测量工作的不确定性进一步加大；（2）在实际应用时需经历繁琐的流程，常规航空测量器在飞行之前需要进行空域申请并在当地相关部门备案，如果此类问题处理不妥当飞行器可能会被击落；（3）天气状况对常规飞行测量的影响较大。受到上述问题的影响，常规航空测量技术所获取的数据很难保证其时效性。相比之下，在露天矿山测量中应用无人机遥感技术可以规避很多问题，由于无人机遥感技术的飞行高度不高，对飞行空域申请的限制较小，只需要进行注册就可以实现飞行测量，保证了矿山数据获取的时效性。

1.2数据分辨率较高

无人机遥感技术在露天矿山测量中的应用为测量工作的高效开展提供数据支撑，无人机在低空作业时，技术人员可以携带高分辨率的传感器，以此获取高分辨率影像数据，可以满足不同比例尺的测图需要。以外，无人机测量还具有自动化程度高、经济效益显著等特征，相比其他测量设备而言，无人机体积小、方便携带，在实际测量过程中具有灵活性高等特征。传统的测量技术需要投入大量的人力、测量数据不全面、测量效率低，无人机遥感技术则是测量效率极大提升，降低露天矿山测量的难度，保证测量工作进展。无人机遥感技术经济效益体现在该测量系统的运营成本低、操作简单，可以有效简化测量流程，控制测量成本。

2矿山测量中无人机遥感技术的应用优势分析

在矿山测量过程中，勘查技术和装备的水平和作业效率直接影响着开发效率和利用程度。目前我国矿山系统由于资源枯竭、功能受到限制等因素，对矿山产业的发展十分不利。在这样的大背景下，需要依托对矿区实施建模、匹配和融合，合理评价矿山塌陷区的经济和生态环境，并在此基础上深入分析塌陷导致的地面裂缝、土地侵蚀情况，综合确定并掌握塌陷区建筑物被破坏等地质灾害情况，为矿山生产与管理工作的深化展开提供支持。

由于实际的矿山地形测量面积较大、矿山植被覆盖率较高、矿区内建筑物较多，所以在应用传统测绘技术展开测量实践期间，很容易导致测量结果不准确。而无人机技术在垂直空间结构方面的信息提取优势明显，与水平空间数据相结合，可以多方位地监测矿山生态环境。无人机遥感矿山测量技术是一项正在被大范围应用的新型测量技术。矿山每时每刻都在生产，这也就导致地形每时每刻都会发生变化，需要高精度地收集和处理大量信息。因此，无人机遥感技术有着极高的应用优势，在利用相应技术实施矿山测量的过程中，能够迅速获取到更为准确的结果数据，避免矿山生产等其他工作遭受负面影响。

同时，在传统的矿山测量工作中，普遍依托GPS、全站仪等设备的综合利用完成矿山测量，且需要测量人员进入现场展开测量，因此整个测量工作的安全水平偏低，实际消耗的时间也相对较长。此外，应用传统的测量手段展开矿山测量所得到的数据成果比较单一、无法实现三维可视化，所以难以满足现代化矿山快速更新的数字化要求。而无人机遥感矿山测量具备机动灵活、速度快、测量效率高等特点，能够生成正射影像、三维模型等可视化成果。无人机航测也解决了测量人员到现场测量带来的安全性问题，只需要几十分钟或几个小时就可以完成整个矿山的测量工作，生产效率也得到大幅提升。总体而言，无人机遥感技术突破了传统测量技术的局限性，推动着测绘技术的进一步发展升级，在当前矿山测量等工作中均能够发挥出极为明显的作用性与应用优势性，有着较高的应用价值。

3无人机遥感技术的应用分析

3.1布置无人机遥感测绘像控点与数据采集

为实现对矿区地质环境的精准测绘，在设计方法前，根据无人机遥感测绘作业的需求，布置对应的像控点。像控点是常规测绘与地质测量中的控制点，其主要目标是通过布置控制网络，使测绘结果具有较高的准确性，布置中，参照采用航空网络和地区网络的布局方式，控制航线网络的绝对方向，纠正航线网络的变形。同时，应充分利用航线网络，在各高程航线间设置适当数量的像控点，拍摄规模和成图比例、航段高度的差异，会直接造成基线数目的差异，因此，应在在关键位置布设两个平面高像控点，以平面为无人机遥感航摄方向时，设置至少7个不同跨度的基线。完成基线的布置后，使用GPS静态观测法，校正像控点的平差。在此基础上，设计无人机遥感测绘作业参数。

3.2影像数据处理

先做影像数据检查，通过质量检查、重叠检查等方法可以判断高程误差值。例如该项目中像控点与最近基础控制点平面位置、高程的误差均不高于0.1m。最后纠正影像畸变，通过GPU纠正快速测绘影像图，了解其中的畸变以及偏移等数据后，做匀色处理，降低图像识别难度。根据飞行影像勘察结果建立数字正射影像图，在图像处理中采用数字高程模型等方法调取单张航片，将航片信息输入到系统上之后即可通过纠正软件清除系统中的失真值。同时通过数学模型转换投影后编辑图像，最终即可获得正射影像图。将影像图数据上传到ERDAS软件中，通过软件可分别提取金属矿山的高程数据与地面控制点位，保证了图像数据精度。

3.3数字正射影像图质量控制

考虑到矿山的地形起伏明显，为获得高精度的数据资料，可通过设置飞行相对高度的方法严格控制飞行数据，这是保证影像质量精度的关键。采用飞行数据覆盖与重叠度处理的方法，在相邻正射影像处理后的成图质量分析方法检查相邻图像的立体特征，虽然数据发现个别点位存在数据误差，但是在图像整体上未发现图像起伏，说明图像中的数据起伏与实际情况无明显差异。图像分析结果也证明，正射影像平面图质量满足质量处理规范，并且图像的色调与色彩均符合金属矿山测绘工程要求。

结语

无人机遥感技术在金属矿山测绘工程测量中发挥着重要作用，根据对相关金属矿山案例的应用结果可知，无人机遥感技术的勘测数据精度明显高于卫星遥感技术，具有先进性。同时根据野外踩点的综合对比结果也可以发现，在采用该技术后实测误差与无人机遥感技术勘测结果的数据误差小于等于1.0m，其误差值符合质量规范。因此可以认为，无人机遥感技术的精度满意，值得做进一步推广。

参考文献

[1]梁旭.无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用研究[J].工程技术研究,2022,7(20):14-16.

[2]宋凯.无人机遥感技术在现代矿山测量中的应用探讨[J].世界有色金属,2022(08):25-27.