深析无人机测绘技术在矿山监测中的应用研究_陈浩.pdf

174管理及其他Management and other深析无人机测绘技术在矿山监测中的应用研究陈浩摘要：科学变革推动了无人机航测技术的不断变革。无人机航测技术可以对现实数据进行分解，可反映出地面物体的外观、图形、方向和最高点的HTML、DEM、DLG和真实感绘图三维建模等。这些基础数据还广泛应用于国土资源管理、航道检测、自然环境综合整治、特色小镇可视化等工作。为了准确地开发和保护矿山，将无人机航空摄影技术应用于矿山特征测量，将有助于建立一个数字化、多样化、强精度、高强效的矿山监控系统。本文研究了无人机航测技术在矿山勘测之中的应用。关键词：无人机航测技术；数字化；矿山监测矿山监测的主要目的是通过现场监测和测量矿山方位、地形、自然资源及其渗透和开采影响，获取相关数据和自然资源数据。其意义在于全面掌握矿山自然资源基础数据，通过现状、开采影响和环境影响，构建矿山自然资源合理配置和自然环境保护体系。无人机航空摄影测量是新测量技术、民航模块技术和数据技术的高度结合。它是现代卫星遥感测量和无人机民航测量的精确补充。它具有结构直观、手动灵活、成本低、响应快等特点。它可以快速获得高分辨率、小地形图和小范围的遥感影像。无人机具备轻便、智能、灵活的特点，但是在大范围、地形较为复杂的区域内，快速获取高分辨率图像方面，存在明显的不足。随着无人机航测数据采集和处理技术的提高，获取数据的精度越来越高，使得无人机航测成为现代测量方法的关键，并逐渐在现代测量行业之中得到广泛应用。例如，无人机摄像测量技术应用于小地形图测量、4C商品制造、三维建模、农用地传输报告、矿山测量、海岸线地貌测量、农用地疏浚、测量大型工程建设等方面得到了广泛的应用。1 无人机测量技术在矿山监测之中运用的意义露天矿地形复杂多变，现代测量难度高、效率差、成本巨大。迫切需要一种更有效、更快速的测量方法，以应用于露天铁矿石自然资源的研究和开发。新型、轻型和小型无人机航测技术的突破，使无人机测量在野外和室内均能够稳定、独立地进行。然而，虽然该技术在露天采矿行业有许多成功的应用案例，但尚未普及，在安装迅速、深入研究和细化标准方面，没有充分发挥出新技术的特点。现阶段并不能够充分地利用监测成果以提高露天铁矿石自然资源的研究和开发。借此，本文阐述了新型、轻型、小型无人机在露天铁矿石之中的推广、应用和认知，研究其发展趋势。目前，无人机技术已在各个国家国土资源的勘测行业取得关键成就，并广泛应用于各种勘测项目之中。此外，无人机技术以其无可比拟的优点在全球范围之内引起了极大关注，成为各国科技产业的分析话题。同时，也是未来遥感技术转型的关键和主要途径。将无人机技术应用于测量，可以将建立的数据即时修正，对地表自然环境和地理维度的测量数据进行即时查询，为中央、地方政府和相关分析机构的钻探获取新的、准确的地理数据信息，为我国国土资源管理、农用地研究开发和国土资源监督获取最准确的自然资源数据。2 无人机航空摄影和测量技术在矿山监测中的优点（1）机动性和高测绘效率。与现代测量技术相比，新型无人机摄影测量技术的最大的优点是野外测量的成本和速度。测量效率显著提高，即使在广阔区域和强空区域也可以高效测量。（2）方便的静态监测。通过对无人机航测数据的综合研究，可以建立矿山的静态高精度监测。为监管机构提供关键技术支持，以确保采矿工作的安全。（3）勘测数据采用高数据分辨率。无人机航测技术是应用传感器安装在无人机设备之上，在航测实践过程中，可获取分辨率较高的航测数据。获得的图像数据精度可达厘米级，对各种比率的地形图监测的适用性较高。地形图的比例可以根据需要进行扩展和转换，在现代测量技术之中，无人机航测技术的这一特点是可以实现的。（4）数据准确。因为无人机可以在低空飞行，很难限制测量尺寸，并且可以在适当的干燥自然环境之中驾驶。只要无人机注册并拥有勘测许可证，就可以进行航空勘测。与一般测量技术相比，无人机可以即时收集测量数据，并编译获得的数据，以确保数据的准确性和一致性。（5）低成本驾驶。无人机是一种电机驾驶的机械设备。可在空中展开专业测定，测定资料可立即传送到资料接收站。因此，无人机航测技术的展开测定可节约大量的人力和财力，且动手简单，可节约大量的时间。在较低费用的情形之下，无人机航空摄影测定技术在矿山监控之中的运用将获得极大的经济效益。（6）地形图测定的超高效能。无人机地图测量技术具有超高的测量效能，因此被广泛应用于社会中各个行业领域。与现代勘测科技相比，航空摄影测绘技术大大减少了勘测员工的野外使命，减少了野外空难的发生率。通过图像资料，可构建大面积、短时间段的测定，大大提高了测定效能。因此，无人机航空摄影测绘技术在地形图的获取中获得了普遍的运用。无人机科技在地图勘测之中的分析主要分散在下列几个领域：航空影像数据处置的分析，如图像资料校准、去噪方式等。多角度影像结合处置分析，航空摄影测绘技术可以精确地获取平行航空摄影影像、高程资料等。（7）无人机民航测定在矿山勘测之中的灵活性。目前，国内经济发展急速提升，对各种自然资源的需求量增加，矿山数据的研究也在增加。由于无人机的优点和科学的变动，使其应用领域正在不断扩大。因此，无人机航测技术在矿山测定之中的运用，需强化对该技术的管理，保证测定资料的准确度。由于矿山测定175管理及其他Management and other范围较大，需在航测地区设立大量布设点，以获取彻底、精确的资料。无人机测定装置是作为现代测定装备的关键性组成部分，不仅在测定紧急获取数据中展现着关键作用，而且在测定紧急救灾装置之中也展现着关键作用。3 无人机航测在矿山监控之中的运用具备下列机能3.1强化矿山自然环境整治针对矿山资源的开采，周围环境遭毁坏的这种情况，只有修缮周围环境，才能够使矿场的开采和治理得到有力的提升。然而，该矿地理学方位和地理学自然环境较为复杂，因此很难取得基本的地理学和自然环境资料，如果强行选取强空无人机技术在应用上会变的更加艰难。因此，精确整合所有不同方向的影像资料和数据资料是现阶段的主要研究方向。同时，民用三角测量的关键性处置技术是提升测定精确度的主要渠道之一。基于自动储存在无人机航拍流程之中的POS文档，通过测量和仿真测量去除了测定的“空白区”，使测定精确度得到提升。同时，在大比例尺地形图中的获取和提取也非常关键，大比例尺地形图是各种规划、城市规划和矿山建设的根基，因此应用无人机航测测定技术可以使其得到有力的技术支撑。3.2分析航空摄影和资料航空摄影测定技术运用于室外铁矿的监控。通过在无匹电机上安装感应器，工作人员可立即在航空摄影测定流程之中进行整合、阐释和分析详尽的无人机航空摄影测定数据，并立即了解野外铁矿的具体情况。此外，通过采用先进的GPS定位技术，设计者和使用者可取得一手资料，这将让使用者能够更准确做出判断，并进一步增加他们的应用领域。最终，应严苛按照既定的工程线路展开航空摄影测定，留意旋翼无人机的运用，对矿山展开彻底测定，为获取测定资料提供了保障。3.3在矿山钻井之中的运用在矿山钻井工作中，我们经常需进行现场钻井。矿场之中会有一些山洞，通常危险性非常高。因此，无人机航测技术可在该矿的钻井流程之中起着关键作用。由于无人机小巧敏捷，可简化工作流程，充分节约人手。通过无人机的监视屏幕，我们可充分了解到矿井内的情形，是否有化工矿体，是否有不明细菌，地表是否有坍塌等情况。通过清楚的屏幕，可给矿井外人员最直观的展示。与现代采矿方法相比较，技术人员在性能和准确度领域展开了对照试验。选取了相似的矿山，并将同一组技术人员分为两组展开钻井。在测试步骤之中，应保证工作人员的人身安全。在进入野外钻井开采之后，实验组采用无人机展开了初步测定。在开采之前，无人机可在一个路径之上进行追踪，而另一组则不使用无人机测定装置。与现代钻井方式相对，航测的性能和精确度更加平稳，这有助于矿山研制的进一步实行。3.4岩层自然灾害紧急辨别的运用研究我国是岩层自然灾害频繁发生的国家之一。中国自然灾害经常发生，如泥石流和洪灾，对中国经济的发展造成了一定的冲击和破坏。航空摄影测定技术在之前难以精确监控岩层变化和自然灾害。然而，随着实时动态导向科技的快速变动，现阶段，航空摄影测定科技能在较短时间之内取得灾区的三维真实模型的可视化，具备移动性的特征。为进一步的自然灾害监控和拓展获取可信的地理学数据进行技术支持。航空摄影测定技术在岩层自然灾害紧急通报之中具备辽阔的运用前途。航空摄影测定技术在岩层自然灾害紧急通报之中的运用研究主要包含：（1）利用无人机的敏捷特性，快速获取救灾图像数据，通过数据处理，长期获取DOM、DEM、OSGB格式模型等。（2）根据预处理之后的图像数据，在对剩余视景图像进行相应处理之后，对灾区进行逼真的三维建模，为进一步的灾情监测奠定了基础。例如，使用smart3dcapture作为自动可视化软件平台，执行测量区域的真实地块可视化任务，可以在很短时间之内获得真实的3D建模。（3）地层自然灾害应急监督研究和地层自然灾害应急监测的主要目标是测试地层自然灾害的区域，为移民安置方案和自然灾害监管的进一步发展获取宣传信息。在真实的三维模型之中，土壤受到轻微损坏，表面更加暴露。在降水偏少、干旱的前提之下，很难发生泥石流、洪水等自然灾害。在此基础之上，可以测算地层自然灾害的总影响面积和可能爆发泥石流或洪水的泥浆量，为自然灾害搜救和预防提供依据。3.5确定照片节点在矿山测量之中，确定照片节点是确保测量正确数据的关键因素。根据 地貌图航测标准，野外监测中像片节点的成图比例分别为1：2000、1：1000和1：500。为了测量较大的地面物体，对现场点进行书面描述，绘制软地图，并准确描述地图四周的区域和各种地面特征，最终确定照片节点可提高数据的精准度。3.6收集数据并编辑矿山测定工作使用无人机航测展开测定，即使用三维追踪和三维地形图的方式，根据准确的矿山特点和地貌地形。监控方式应为现场监控或资料搜集。所有勘察实物都需要搜集相应构造资料，经过科学处置之后，将其处理为规范地形图资料文档。完成所有这些工作之后，资料可传送到officemapping手动装置，并编制成准确的地图数据。3.7设立正射图像和水量可视化无人机资料的先前处置已经完工。比如，smart3d、pix4d等手动装置构建了影像并入、划分、处置和编译器的一站式处置。取得的正射图像和水量可视化，进一步阐述了矿山自然资源的分析与研发，以及无人机民航测定在室外矿山自然资源矿藏之中的运用现况。目前，轻型和小型无人机航测在室外铁矿测定中的运用再次扩大，主要包含矿山监控、植被风景、矿山地貌测定和危险性源识别。3.8矿山监控和植被情况通报（1）矿山监控。轻型和小型飞机一次航测面积可达5平方公里，精确度高；对于大型矿山，一个或多个用于矿山监测基本上可符合项目工作。对矿山和室外农地复垦情况进行监控和通报具备关键意义。由于矿场之中有许多铁丝网和其他建筑物，需考量有所不同的测定目的，以建构有所不同类别的飞机感应器。透过各种功能强大、独具特色的摄影机，可建立一个完备的矿山根176管理及其他Management and other基资料收集装置，保证矿山监视。（2）矿山植被情况通报。轻型和小型飞机可快速扫描矿山植被生长区，准确获取植被穿透率、栖地和植被生存率，为末期植被景观和工程的制订获取参照。NDVI植被指数可应用提炼技术结合影像资料进行获取，获取室外铜矿早期植被和末期植被的黄色普及率、生存率、植被类别、栖息地，并取得植被变化图。最终，通过现场测算资料展开综合性分析。轻型和小型无人机航测在室外矿植被风景通报之中的运用，减少了劳动强度，提升了工作效率，确保了检验数目，精确地提升了矿山土壤风景监控。3.9矿山地形测量和灾害识别（1）矿山景观测量。轻型和小型无人机使用遥测传感器技术、遥感设备技术、导航插值制导技术和通信技术。通过传感器和数据处理软件，可以获得矿山的三维特征建模、正常原点和石阶在较长时间之内的具体开采情况，从而构建矿山的数字规划和数据处理。航测精度强，地表建筑物、构筑物清晰可见，能满足矿山1：2