基于无人机航测的矿山地形测量方法探究_许义.pdf

44Mine engineering矿山工程基于无人机航测的矿山地形测量方法探究许义摘要：随着社会经济的高速发展以及城市化建设的持续深入，社会已经进入到了全新的发展阶段中，这也为各大社会行业的发展起到了良好的促进作用，而在这种社会飞速发展的背景下，社会各界对于各类矿产资源的需求量也在不断提升，而站在目前矿山地形测量工作的角度上来看，其中所采用的各类传统技术由于灵活性与工作效率比较低，很难对那些较为复杂的矿山进行准确测量，为了更好的促进后续开采工作的顺利开展，就应当进一步探究矿山地形测量的全新技术。因此，文章首先对无人机技术的基本概述以及无人机航测技术存在的优势加以明确；其次，对无人机航测技术在矿山地形测量中的重要性展开深入分析；在此基础上，提出无人机航测在矿山地形测量中的实际应用措施。关键词：无人机航测；矿山地形测量；应用措施在传统矿山地形测量工作的开展进程中，往往需要借助各类设备与技术来制定出配套的方案内容，并在经过一系列复杂的操作流程后得到对应的测量数据信息。然而，由于矿山地质地貌原本结构所产生的限制，导致其中测量出来的数据信息与实际水平之间存在着较为显著的差异，而在我国目前社会水平持续提升的背景下，各类科学技术已经得到了较为全面的发展优化，这也使得各类新型技术在矿山地形信息测量工作中得到了应用，不仅可以突破传统测量工作当中存在的局限性，对于后续各类工作的开展也起到了良好的促进作用。尤其是无人机航测技术的应用，能够让整体矿山地形测量工作向着简便化的方向转变，操作起来也更加便捷，还能够保证数据信息收集的准确性与稳定性。因此，必须要在根本上提高对于无人机航测技术的重视程度，确保其能够在矿山地形测量工作的开展进程中有效发挥出自身的实际作用。1 无人机技术的基本概述无人机技术，其所指的主要就是无人驾驶的飞行器，而通过无人机技术与遥感技术、全球定位技术以及通信技术之间的结合，可以进一步实现对于地形地貌以及地理环境的监视与测绘。无人机技术在本质上属于一种十分先进的检测技术，在我国目前的发展进程中，无人机技术主要就是应用在地形地貌测绘工作以及信息搜集工作当中，其中够可以为相关的工作部门提供出更加清晰的实时土地情况，而随着城市内部建设规模的不断提升，无人机技术也得到了较为频繁的应用，必须要逐步提高对于无人机技术的重视程度。而相对于传统的测绘技术来说，无人机技术有着十分显著的优势，在无人机技术的实际应用过程中，其有着极高的数据分辨率，可以满足现有地形地貌数据信息监测的基本需求，同时，在无人机当中还具备着先进的传感器，这样就可以高效收集那些分辨率较高的图像信息，不仅能够实时反映出土地的具体情况，在高分辨率的影响下，数据图像也会更加完整清晰。并且无人机传感器还可以满足不同的测绘需求，在其中提供出针对性的数据信息图像，根据相关的标准内容来对数据信息进行调整，灵活改变图形的整体比例，以此来稳步提高数据信息的准确性与及时性。而无人机技术自身的更新速度同样比较快，无人机技术在应用阶段中很容易受到天气因素产生的影响，而其他因素对无人机技术所产生的影响则相对较小，因此，这就需要在天气适宜的情况下，利用无人机技术来进行精准的测绘工作，这样也能够及时为相关测绘人员提供出更加科学合理的数据信息，而由于不同矿山所处的区域不同，如果仍旧采用传统的测绘技术就会引发各种困难问题出现，而通过无人机技术就可以有效解决这些困难问题，利用无人机低飞技术，可以帮助相关部门及时搜集到矿山区域内部不同的地形信息与地貌信息，为后续决策工作的开展提供出必要的数据信息。2 无人机航测技术存在的优势2.1稳步提高数据信息的准确程度在无人机航测技术当中，其进一步融入了多种具备着现代化特征的创新性技术，比如数据通信技术以及传感技术等，保证数据信息的收集具备着更高的便捷性，提高各类数据信息的准确程度。同时，无人机航空测量技术当中所采用的拍设备，在本质上也属于一种具备着智能化以及自动化特征的专业技术设备，在保证电量供应充足的情况下，可以再极短的时间内完成对于矿山地形信息的手机工作，并且其中所采用的高清摄像成影系统不仅有着显著的连续性，拍摄速率也比较高，在拍摄活动完成过后能够在极短的时间内来呈现出对应的图像，将那些收集到的数据信息结构制作成建模效果图，提升整体数据结果的直观性特征，使得矿山开采方案的制定人员可以更好的对矿区内部的地形构造进行深入分析，稳步提高地形测量信息收集工作的开展效率，有效突破原本人工测量工作开展进程中存在的局限性。45Mine engineering矿山工程2.2影响数据信息的分辨率较高在无人机航测技术当中所采用的各类设备，其不仅结构较为轻巧，也有着较高的灵活程度，能在各种不同的地形中穿梭，而在无人机航测技术的实际应用过程中，一般都会采用低空飞行的操作方式，并且其中配备了各类分辨率较高的各类影像仪器以及影像设备，并且采集到的影像信息，内部画面的精确程度能够达到厘米级别，有着十分显著的运用优势。而在传统测量工作的开展进程中，仅靠人力很难达到这种高度与标准，而通过无人机航测技术的应用就可以轻松获取到这部分数据信息，在收集地形信息的基础上，大幅度降低工作人员数据信息收集过程中各类误差问题的发生几率。2.3稳定控制好测量工作的成本投入资金投入成本，其属于整体矿山地形测量工程项目业绩进行衡量的关键因素，在项目的实际开展过程中，必须要注重对于成本的控制，通过高效的成本控制能够促进经济效益水平的稳步提升。同时，无人机航空测量技术内部的业务构成较为简便，能够参与到其中的工作人员数量比较少，其中仅仅只涉及到了几名对于技术型操作掌握程度较高的工作人员，以此来进行无人机的数据信息处理工作以及飞行运作工作，还需要部分矿山工作人员在矿山地形测量区域当中做好必要的拍摄指导工作。而站在传统矿山测量工作的角度上来看，其内部的各个操作流程相对较为复杂，不仅需要投入较多的人力资源，整体工作量也比较高，并且各类安全问题的发生几率也会逐步提升。而通过无人机航测技术的应用，能够在根本上降低测量工作内部的具体人力资源投入情况，在传统矿山测量工作项目的开展进程中，过于依赖各类机械设备以及人力资源，不仅整体测量过程所耗费的时间较长，工作的开展进程也十分缓慢，并且在质量方面也无法得到全面保障。但在应用无人机航测技术的过程中，并不需要在内部引入各类施工设备或是人力资源，能够稳步降低测量工作的运转成本，以求通过更少的资金成本来获取到更加准确的测量数据。3 无人机航测技术在矿山地形测量中的重要性3.1对矿山环境进行保护在矿山地形测量工作中，通过无人机航测技术的应用，可以起到保护矿山环境的重要作用，使得当前地区的生态环境能够实现可持续发展。而在以往的矿山开采工作当中，其中所采用的开采方式大多为露天开采方式，并且在开采阶段中也并没有对环境保护等问题进行考虑，这就导致矿山周边的原始生态环境受到了较为严重的破坏，同时，矿山环境大多具备着复杂性特征，如果受到了破坏，就会对后续生态环境修复工作的开展产生不良影响，也不利于矿山周边环境的可持续发展。而通过无人机航测技术的应用，就可以大幅度降低对矿山环境所产生的破坏，这是由于在无人机航测技术所提供的支持下，能够更加高效的来获取全面的矿山数据信息，还能够保证数据信息的准确性以及稳定性，可以为相关工作人员后续工作的开展提供出必要的数据信息，有利于采用针对性较强的措施来对矿山周边的环境进行保护。3.2优化矿山内部所用的主要开采方式在矿山测量工作当中应用无人机航测技术，可以对矿山的开采方式进行优化，以此来起到保护矿山资源的重要作用。而在矿山资源开发工作的实际开展进程中，由于各类因素所产生的影响，导致矿山的开发过程很难得到全面的监督管理，同时，大多数矿山的开采人员在环境保护意识以及资源保护意识方面存在缺陷，在实际工作阶段中出现了各种较为随意的行为，导致矿山内部的资源被不断浪费，矿山的环境也会受到较为严重的破坏。并且矿产资源自身还具备着一种不可再生的特征，这种不够科学的开采方式，会对矿山资源的开采质量产生严重影响，因此，在目前矿产资源逐步短缺的背景下，必须要加大对于矿山资源保护的重视程度，必须要通过无人机航测技术来对矿山内部的矿产资源进行保护，主要就是利用无人机航测技术，进一步对矿山内部的各类信息进行更加详细的获取，以此来实现对于矿山地区的实时监测，其中还可以明确对应的矿山开采信息，及时找寻出矿山开采阶段中存在的各类问题，更好的对矿山环境以及矿产资源进行保护。3.3获取更加全面的矿山数据信息在无人机航测技术所起到的支持下，可以构建出功能更加完善的数据信息管理系统，还要在其中引入地理位置、气候条件以及矿山地质条件等多种数据信息，构建出数据信息更加庞大的信息库，通过信息管理系统的建立，能够为矿山开采工作人员提供出必要的信息参考，这样不仅可以对原本的开采思路进行优化，也能够稳步降低各类安全问题的发生几率。一般情况下，矿山的环境都十分复杂，如果在采集数据信息的过程中采用传统方式，必然会加大采集难度，而在无人机航测技术起到的支持作用下，工作人员只需要通过专业技术来传输高清的遥感影像即可，能够在深入分析矿山地形地貌的基础上，构建出更加科学合理的数据模型，以此来为相关工作部门的工作开展提供参考。除此之外，矿山的开采人员也要通过数据信息模型来进一步明确矿山开采工作当中的各类注意事项，制定出具备着针对性的解决措施以及防范措施，从而更好的规避那些潜在的安全隐患，逐步提高矿山开采的安全性以及稳定性。4 无人机航测在矿山地形测量中的应用措施4.1无人机航测系统的应用步骤（1）相机像控点的布设。在应用无人机航测技术的过程中，其基本前提就在于条规定好镜头的具体位置，在布置相机像控46Mine engineering矿山工程点时，应当采用卫星定位的方式来达到对应的目的，在一切准备工作完成过后，矿山测量的专业人员就应当对安装相机的无人机进行检查，保证相机镜头的完整性，使其处在正常的运转状态中，这样也能够保证无人机在进行矿山地形勘查工作的过程中，可以拍摄出更加清晰的图像。（2）无人机摄影。在正式进行测量工作之前，还要在无人机内部安装对应的定位系统，以此来确保无人机可以在规定时间内达到对应的控点位置，进一步完成对应的拍摄工作，在工作正式开始之前，为了确保拍摄工作能够顺利开展，就要加大对于无人机调试工作的重视程度，以此来避免无人机拍摄的影像中出现不清晰的问题。（3）正射影像图的处理。无人机在完成对应的拍摄任务过后，工作人员就应当采用专业化的软件来生成对应的正射影像图，还要对方位元素进行详细处理，在找寻出三维点过后，对无人机航测的图像进行完善。而专业人员在进行正射影像图的制作工作时，也要始终保持谨慎的态度，在提升图像精准程度的同时，保证测量数据信息的准确性不会受到影响。（4）空三加密计算。在顺利完成矿山地区内部的测量工作后，专业人员应当采取科学合理的解析方式，确定好加密点的具体坐标，在对相片数据信息进行深入分析过后，保证框坐标残值能够保持接近于零的绝对值。对于矿山地形的测流量数据信息，也要对其进行及时的处理与分析，这样就可以在根本上降低各类错误问题的发生几率，而在进行加密计算工作的过程中，工作人员也要采取平差等多种方式来逐步降低外在因素对于矿山山体测量结果产生的影响，逐步提高数据信息的精准程度。4.2确定测量任务，优化航线设计在采用无人机航测技术对矿产地形信息进行收集之前，应当充分结合测量项目内部的任务要求，根据规范标准来做好对应的测量工作，在采集地理数据信息过后，还要配备好相应的数字线划图，要根据具体需求来选择项目采集过程中所用的比例尺。同时，在无人机航测设备当中所收集到的各类图像，也属于中心投影图像，需要在经过必要的处理过后转化为正射影像图，才可以为工作人员提供参考依据，这就需要将所有收集到的数据信息绘制成更加完整的立体三维绘制图，在上述各类工作顺利完成过后，还要再次对采集完毕的数据信息精准程度加以核查，保证其准确性不会受到影响。并且还应当对无人机的航线进行优化设计，这就需要提前明确矿山区域内部的各类数据信息，比如建筑五分部、植被