殷德耀

（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊，河南 南陽 450000）

在現(xiàn)代礦山測繪中，無人機航測技術(shù)的作用越來越重要，在節(jié)省人力和資源的同時確保所收集數(shù)據(jù)的精確性以及人員操作的安全性。由于礦山地形復雜，人們?yōu)槭占瘜﹂_采有利的資料，就必須全面航測、評估，制定切實可行的方案，這就使無人機航測技術(shù)輔助下的礦山開采事業(yè)更具體、更可行，強化無人機航測技術(shù)在礦山測繪中的應用具有重要意義。

1 無人機航測技術(shù)應用優(yōu)勢

早在上世紀20年代就出現(xiàn)了無人機航測，并且隨著技術(shù)的不斷進步，無人機航測技術(shù)慢慢進入日常應用，在不斷完善與發(fā)展的進程中進一步擴大了應用范圍。特別是針對那些飛行困難的地區(qū)以及較小的區(qū)域，應用無人機航測技術(shù)能協(xié)助完成人無法抵達的區(qū)域的礦山測繪工作[1]。在應用無人機航測技術(shù)的過程中，它發(fā)揮出諸多優(yōu)勢，主要包括：應急性能良好，可在完成測繪任務時給予實際情況應對突發(fā)事件，起降過程也只需一塊較為完整的平地就能完成，節(jié)省空間；操作方便，節(jié)省資金，因為無人機操作屬于遙控飛行，機身體積較小，外形精巧，操作和攜帶都比較方便，因而不管是安全系數(shù)還是費用都是有優(yōu)勢的；作業(yè)周期短，因為無人機航測技術(shù)的應用標準一般要控制無人機飛行高度不超過1000m，工作時無需申請空域，依托直接飛行縮短礦山測繪作業(yè)周期；精準收集數(shù)據(jù)，因為無人機的飛行高度與工作條件，使其能提高礦山測繪工作效果，航測到分辨率超高的影像數(shù)據(jù)，最終結(jié)果也適用于1：1000和1：500的大比例尺。

2 無人機航測技術(shù)在礦山測繪中的應用路徑

（1）檢查礦山環(huán)境治理恢復情況。對于礦山環(huán)境加以治理，使其恢復到良好狀態(tài)，這在礦山管理中占據(jù)重要地位，但工作難度較大，并且檢查手段與技術(shù)相對落后，導致工作效果不理想。在引入無人機航測技術(shù)之后就能做到無人機低空搭載各種傳感器，針對目標礦山，基于實際需求獲取遙感數(shù)據(jù)，包括真彩色、雷達以及多光譜等，通過計算機處理開展定量或定性分析，還原治理恢復礦山環(huán)境的真實狀況，使管理者獲得決策依據(jù)。

（2）獲取數(shù)字礦山建設信息數(shù)據(jù)。建設數(shù)字礦山是實施礦山信息化管理的有效手段，但這離不開礦山基礎信息數(shù)據(jù)的支撐，主要包括地形圖件、遙感影像，還有高程數(shù)字模型等等。很多礦山都是應用傳統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)對基礎數(shù)據(jù)的采集，問題的關(guān)鍵就在于礦山建設中的地理數(shù)據(jù)在源源不斷的更新，應通過無人機航測技術(shù)精確收集實時數(shù)據(jù)，更好的滿足新時代的數(shù)字礦山建設需要[2]。

（3）監(jiān)測礦山開采以及保護資源。在開采礦山時會影響周邊環(huán)境，并且金屬礦產(chǎn)不可再生，在其開發(fā)和利用中必須加大執(zhí)法監(jiān)督力度，禁止過度開采、非法開采等，預防浪費及損害自然資源。然而大多數(shù)礦山開采區(qū)域都在偏遠地帶，難以實時監(jiān)測，執(zhí)法難度也很大，必須借助先進科技改進開采監(jiān)督工作。應用無人機航測技術(shù)進行礦山監(jiān)測，就能獲得開采區(qū)域的詳細資料，傳輸有效的、準確的動態(tài)影像數(shù)據(jù)和一系列圖片等，使政府獲得監(jiān)督執(zhí)法的依據(jù)。

3 無人機航測技術(shù)在礦山測繪中的實際應用

某礦山有一個露天礦，其礦區(qū)的開采深度為+37～+19 m。在開采區(qū)域內(nèi)，出露地層大多是碎屑巖地層，以單斜構(gòu)造為主，傾角平緩，為5°～10°，傾向北東，并且沉積巖層層理相對明顯，沒有發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造。為滿足礦山開采設計要求，開展1：1000比例尺地形圖測繪工作。在露天開采的影響下，測繪地區(qū)地形復雜，一些區(qū)域坡急巖陡，測繪人員很難抵達，工作難度很大，決定應用無人機航測技術(shù)開展測繪工作。

（1）開展外業(yè)測繪工作。首先進行航空攝影，在采集數(shù)據(jù)的過程中沿著東西方向敷設無人機航線，航向重疊度與旁向重疊度分別是65%、35%，航測比例尺大約1：3000 ；相對航高大約370m，航測基線長度大約60m，通過定點曝光的方式航測。其次進行像控點布點，在該露天礦開采區(qū)域的地面外業(yè)測繪中使用GDCORS-RTK進行作業(yè)。為確保布設像控點的精確度，基于圖根點的要求測繪，每一個像控點進行兩次獨立觀測，當平面較差比3cm小、高程較差比5cm小時取平均值，將其視作像控點坐標成果。為滿足該露天礦開采地區(qū)的地形要求和大比例尺測圖精度，在每一個區(qū)域橫跨四條基線就布設一個控制點，并且在航向、旁向六片重疊的區(qū)域選出像控點，使其盡量在航線間公用；在圖廓線以外對像控點實施自由圖邊布設，保證能達到滿幅的狀態(tài)。

（2）處理數(shù)據(jù)。通過使用軟件MAP-AT進行內(nèi)業(yè)空三加密處理；根據(jù)像主點就近的基本原則明確立體模型采集數(shù)據(jù)的范圍，核線一般也將控制點范圍作為標準；滿足線狀、面狀地物采集點密度要求，跟隨曲率的變大慢慢提高密度，使幾何形狀不出現(xiàn)失真的情況；如果其他符號或者是注記將線狀要素隔斷，應進行不間斷的連續(xù)采集，公共邊無需重復采集，并且測圖數(shù)據(jù)間必須嚴格接邊。由于空三加密的精度比較高，所以能滿足該礦山露天礦區(qū)域測繪精度要求，通過數(shù)據(jù)處理采集得到DLC、DEM和DOM數(shù)據(jù)。

（3）分析精度。通過常規(guī)方法檢查應用無人機航測技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)測繪數(shù)據(jù)的精度，通過GDCORS測繪獲取186個顯著的地物點高程與平面坐標，在無人機航測成果中將檢查點高程與坐標提取出來，計算兩者較差，將GDCORS測繪成果作為真值，科學計算無人機航測成果高程與平面位置的誤差，將精度反映出來，最終發(fā)現(xiàn)高程誤差和平面位置誤差都滿足《工程測量規(guī)范》( GB50026-2007)的精度要求。

4 結(jié)語

在礦山測繪中應用無人機航測技術(shù)具有顯著優(yōu)勢，通過將無人機航測技術(shù)應用于檢查礦山環(huán)境治理恢復情況、獲取數(shù)字礦山建設信息數(shù)據(jù)、檢測礦山開采以及保護礦產(chǎn)資源等，達到了良好效果。在礦山測繪的實際工作中應用無人機航測技術(shù)，顯著提高了礦山測繪的精度和速度，推動了無人機航測技術(shù)持續(xù)向礦山測繪領(lǐng)域的延伸和擴展。