无人机遥感技术在矿山测绘工程测量中运用分析

无人机遥感技术在矿山测绘工程测量中运用分析

1殷平   2牟孙强

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摘要：矿山在开采前需要进行测绘工作，确定矿山的资源状况、地形地貌，从而制定合理的开采计划，最大限度保障经济效益与生态效益。本文研究无人机

遥感测绘技术的优势，探究矿山测绘中的应用流程及效果。

关键词：矿山测绘；无人机遥感；工程测量

导言

现代科学技术的高速发展为各个领域提供了全新助力，对于矿山工程而言，为了满足现代化开采工作的需求，需要展开全面的测绘工作，全面采集矿山基础图像信息，为开采提供参考。无人机遥感测绘技术是在无人机技术逐渐成熟后形成的全新航空遥感系统，通过无人机传感器，可以展开更加便捷且高效的遥感测绘，由于无人机遥感测绘技术具有较强的自主性和快速的数据处理速度等优势，能够充分满足各种复杂地形下的矿山测绘要求，从而得到广泛应用。

1无人机遥感技术概况

无人机技术的发展为测绘提供新的方式，当今无人机遥感技术精度、飞行范围均在不断发展，为充分利用无人机遥感技术。无人机遥感技术是依托无人机作为载具的测绘技术，由无人机搭载图像采集与处理系统，通过摄像头、传感器收集测绘目标的空间信息。在现代矿山测绘工程中使用无人机遥感技术可进行倾斜测量、垂直测量，获取目标区域的关键地形、地貌信息。相较传统测绘方式有诸多优势，为矿山测绘提供新方式。

2无人机遥感技术应用优势

2.1测量精度高

在矿山测绘工程测量中利用无人机遥感技术能够获得更加精确的参数。结合无人机遥感技术应用情况，发现其具有定量化特征，在应用中，通过构建定标场，无人机能够展开更加精确的测绘作业，使用高精度标尺对拍摄图像的数据准确性加以规范，充分满足了当代矿山测绘工程中厘米级的高分辨率要求。尤其是近几年来，随着前沿技术水平的不断提升，构建了高标准的定标场，这些定标场充分融合了航空航天数据和遥感数据，基于物理空间角度，完成光电与地学参量的贯通融合，从而有效解决了在矿山测绘工程测量中由于地面仪器终端造成的测绘影响误差问题，实现了更高水平的质量保障。

2.2测量效率高

无人机测绘作业的另一主要优势是具有较大单次覆盖尺度，在逐步扩大无人机遥感测绘应用规模的过程中，促使无人机在不同种类的矿山地形中形成更加良好的适应性表现。无人机遥感测绘以立体模型方式对测绘区域中的图像信息进行动态化传输，以更大范围的图像拍摄效果确保技术人员能够及时分析与研判，提升了测量效率。同时，无人机具有自动化优势，在高空飞行遥感测绘过程中能够自动完成单体成像转换，促使荷载控制体系得到简化，实现更高效率的测绘。基于无人机的一体化应用，自动完成地面成像传递，有助于在落地后对定标数据加以调整，更加灵活机动。

3无人机遥感技术的应用流程

3.1准备阶段

无人机对露天矿山开展测绘工作，在测绘前也需要做好相关准备工作。首先，无人机操作人员需要到达矿山现场，对矿山的地形地貌有较为清晰的认识，明确无人机需要飞行的高度、范围等，并在正式飞行前确定天气、温度、风力等气象条件，避免气候条件对无人机飞行造成限制。确定好矿山的基本条件后，依据矿山测定需要制定航拍时间、航拍高度、航拍范围，并制作为飞行计划。如需多次飞行，还需明确每一次飞行计划；如需多机联合测绘，则需要明确每台无人机的任务。在正式飞行前如时间允许可进行试飞，试飞主要是测试目标区域是否存在特殊地形和特殊区域，降低正式飞行的意外风险，并为后续航线的制定提供参考。制定初步飞行计划后，依据矿山测量具体需求开展评估计划评估，确保飞行计划能够满足测绘的基本需要。此外，准备阶段还需要遥感设备的设置，确定分辨率参数、采集项目，为正式航拍做好准备。

3.2航线设置

航线即无人机的飞行线路，是顺利完成飞行测绘的基础。航线设定需要依据地形地貌条件、测绘需求等设定，并参考所在区域的气象条件，如风力、温度、天气等制定。矿山测绘对航线设置的限制相对较少，开展航拍的难度小，但航线依然十分关键。需要尽可能减少重叠区域，从而缩短航线，减少起飞和降落次数。此外，航线的设置还需要与无人机测绘的具体测绘需求相匹配，避免飞行高度影响环境信息的采集。航线的设置还需要明确任务区域的边界，尤其是复杂地形区域，如森林茂密、丘陵地区，明确目标区域的边界有助于提升测绘效率。在确定任务区域的边界后，还需要扩大区域采集范围，行业内一般以边界基础，扩大10%~30%的数据图像采集范围。这样做的好处是避免图像变量过大，能够帮助提升后期图像的精度。为了保障图像的精度，可利用RTK、GPS技术辅助布设影像控制点，以控制点为基础，确保航线正确。图像控制点的设置需要满足易测量、固定不变的要求，最终通过图像控制点提高信息采集精度。矿山测绘中搬移设置4个影像控制点即可，如矿山地形复杂，则可适当增加控制点数量。

3.3外业航拍

操作人员按照计划使用无人机开展遥感测绘，正式飞行前需要再次查看当日的天气预报，准确掌握当日、当地的气候条件。在航拍的过程中依据矿山的实际情况，记录航拍的基础信息、目标区域信息，并利用无人机无线通讯技术、GPS技术等将飞行信息、采集信息传输至工作站上，做到一边航拍、一边采集，从而降低无人机炸机导致的损失。无人机完成一次航拍后需要立即再次对飞行信息和采集信息进行备份，为后续采集信息的分析提供数据。航拍的过程中同向飞行的无人机，同向符合率需要达到60%；侧向飞行，则需要侧向负荷率大于30%。航拍的过程中控制飞行高度和速度。如在倾斜方向航拍时，无人机高度需要在180m以上，且飞行速度保持稳定，速度控制在6~8m/s。正方向测量时，无人机高度则需要超过目标高度80m，速度也需要保持稳定，控制在6~8m/s的区间。矿山地形复杂，以山地丘陵地形为主，高低起伏较大，因此遥感测绘技术得到的数据需要依据飞行良好的飞行控制质量，从而保障图像资料的清晰。外业航拍过程受限于矿山测量工作的复杂性，也充满了不确定性，因此遥感获取的信息可能出现不准确、丢失、误删等情况。因此，测定人员需要养成备份的良好习惯，降低采集信息丢失的风险。多人组成的测绘团队，还可以对当日采集信息展开初步分析，确认采集信息的准确性和可用性。如确认采集信息存在不足，则需要修改航拍计划，补充测绘信息。完成所有测绘工作之后，按照时间或其他有序的方式排列数据，便于后期数据的分析应用。在矿山测绘中，测绘周期相对较长，因此需要在数据上明确标注关键性信息，如时间、采集位置等，便于后期提取和分析。

3.4应用效果

通过对收集的无人机测绘数据图像进行研究与分析，发现相比传统的卫星遥感设备，无人机具有更高的精确度、灵活性以及时效性，在使用过程中，无人机可以满足不同矿山情况的测量需求，能够在规定的遥感时间和范围内提取影像，充分适应常规测绘要求。随着现代科学技术的快速发展，无人机精确度逐渐提高至亚米级别，在测量中，可以通过调整高度获得更加精确的参数，从而满足持续监测矿山面积以及工程位置的要求。

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结束语

我国近年来无人机遥感技术蓬勃发展，为工农业的发展提供新技术支持。在矿山测绘工作中无人机遥感技术也发挥着重要作用，并以其灵活、操作简单、地形适应性强等优势，成为测绘工作中的重要力量。虽然当前阶段无人机遥感测绘还不能完全取代传统测绘工作，但具有成本、效率方面的优势，能够为矿山测绘工作提供极大助力。相信随着无人机遥感技术的不断发展，其测绘精度、效率还将不断提升。

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参考文献

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[3]宋铁军.矿山治理工作中应用无人机倾斜摄影测量技术的方法[J].中国金属通报,2023(5):134-136.

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