李勝輝

（湖南省永州市寧遠縣國土資源局，湖南 永州 425000）

隨著現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)高速發(fā)展，我國人口的不斷增加，自然資源人均占有量卻日益匱乏。特別是對于不可再生的礦產(chǎn)資源來說，礦產(chǎn)開采量已經(jīng)不能滿足礦產(chǎn)銷量量。傳統(tǒng)找礦技術(shù)在對礦山表面信息獲取工作中，大多依然采用人工實地勘測，對于部分環(huán)境惡劣地區(qū)，無法第一時間確定地質(zhì)情況，整體延緩了找礦工作，從而具有鮮明的找礦時間長、礦山空間利用率低的問題。此外，傳統(tǒng)找礦技術(shù)仍然停留在使用重力法、磁法、電法、地震法、放射性法對淺層礦源的提取上，資源的開發(fā)時間久，沒有科學(xué)運用三維影像和虛擬科技等現(xiàn)代礦山找礦勘測技術(shù)，針對這些問題，將無人機傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代礦產(chǎn)施工中勘測與找礦技術(shù)，通過提前設(shè)立無人機航道和傾斜攝影，獲取礦區(qū)目標勘測區(qū)域環(huán)境精準數(shù)據(jù)。基于環(huán)境數(shù)據(jù)，建立目標實體模型，高效定位礦山成礦帶，確定實地勘測目標，最后，確定目標深部地質(zhì)信息和礦產(chǎn)信息等，完成地質(zhì)找礦工作[1]。

1 遙感影像地質(zhì)勘測找礦技術(shù)設(shè)計

1.1 礦山表面數(shù)據(jù)獲取

傳統(tǒng)礦山探礦工作的礦山表面數(shù)據(jù)大多依靠GPS數(shù)據(jù)支持，整體缺乏真實性。對此通過綜合利用無人機和傾斜攝影技術(shù)，獲取礦山表面真實環(huán)境數(shù)據(jù)。其整體流程如圖1所示。為了保證礦山數(shù)據(jù)分辨率可以支持后續(xù)模型的建立，需要將無人機分辨率調(diào)制5六米左右，視頻照片覆蓋度為30度。為了適應(yīng)礦山的復(fù)雜性地貌，無人機必須支持垂直起降功能。因為礦山數(shù)據(jù)建模與無人機表面相機數(shù)量沒有直接關(guān)系，所以僅需搭配雙擺動鏡頭即可，傾斜角度設(shè)置為20度到30度左右。

圖1 數(shù)據(jù)獲取流程

無人機航線需要設(shè)立為規(guī)則矩形，具體路線需要沿著預(yù)設(shè)矩形的外延方向輻射。不同礦山分區(qū)地形的高度差需要至少低于1/2的航行高度，預(yù)設(shè)路線不得少于6條。當(dāng)發(fā)現(xiàn)目標礦山區(qū)域出現(xiàn)超過30m的障礙物時，航高需要提前設(shè)定額外飛行高度數(shù)據(jù)。每條航線最高不許超過5500m，航向重合度最低不得小于65%，根據(jù)實際測算，獲取的對應(yīng)模型精度如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)精度對比表

1.2 礦山地質(zhì)虛擬模型的建立

通過上述空間航拍獲取目標礦山探測區(qū)域的數(shù)據(jù)后，需要對影響資料數(shù)據(jù)進一步加工處理，通過虛擬模型技術(shù)，建立礦山目標地質(zhì)虛擬模型。虛擬模型具有兩種不同數(shù)據(jù)包及表面地質(zhì)數(shù)據(jù)包和表面植被數(shù)據(jù)包。植被數(shù)據(jù)包即為表面遮擋物數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)包對象化數(shù)據(jù)可以在數(shù)據(jù)空間直接生成遮擋物模型，再進行刪除，從而獲取礦山原始表面數(shù)據(jù)。表面地質(zhì)數(shù)據(jù)包即為礦山原始表面真實數(shù)據(jù)，通過虛擬模型內(nèi)置的三維模型線性框架以及礦山地質(zhì)文理特征，即可生成三維地質(zhì)虛擬模型。通過三維虛擬模型，可以進一步繪測出探礦工程需要的平面地質(zhì)圖、地質(zhì)剖面圖和中段地質(zhì)平面圖。通過上述信息可以了解礦山地層產(chǎn)狀包括傾向、傾角以及走向信息。地質(zhì)剖面圖是對礦山地質(zhì)對象的垂直方向的示意圖件，根據(jù)礦山地質(zhì)表層信息和水平方向變化圖件，即可完成地質(zhì)剖面圖，獲取地質(zhì)對象三維空間分布情況。中段地質(zhì)平面圖就是將目標礦山區(qū)中段標高的對象數(shù)據(jù)如地質(zhì)礦山現(xiàn)象等，結(jié)合到投影平面算法，編制的地質(zhì)土建。不同標高的研究對象可以分別制作多分段平面圖，可以作為垂直水平方向的地質(zhì)變化情況和礦山礦產(chǎn)資源勘查提供數(shù)據(jù)資料。

1.3 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查

根據(jù)上述模型和三種不同圖層信息的資料數(shù)據(jù)，可以對礦山自然你空間分布劃分不同勘探區(qū)，進行地質(zhì)調(diào)查工作。根據(jù)圖層信息，可以精確測量探礦區(qū)實際剖面和間距，從而確定分布均勻且具有豐富產(chǎn)狀信息的測量探礦區(qū)。通過野外地質(zhì)調(diào)查工作可以進一步獲取深層地質(zhì)信息包括地層組合關(guān)系、巖性特征信息、巖性接觸關(guān)系以及不同斷裂帶構(gòu)造信息、成礦帶褶皺信息和形態(tài)產(chǎn)狀裝信息等。對于地質(zhì)構(gòu)造較為簡單或者周圍環(huán)境較為平穩(wěn)的礦區(qū)，通過上述礦區(qū)表面數(shù)據(jù)和地質(zhì)模型，即可直接進行深部鉆探，獲取大比例標準礦物樣本，進行化探和物探工作，進而提供地質(zhì)條件找礦信息。對于復(fù)雜型地形，可以使用獲取的地質(zhì)數(shù)據(jù)，結(jié)合DEM矢量數(shù)據(jù)匯總系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)生成，科學(xué)反應(yīng)各級地裂帶的樣本情況，進而識別巖性地層，為深層隱性礦體的探測提供科學(xué)信息。此外可以借助DIS物理地表軟件數(shù)據(jù)將地質(zhì)圖與地形數(shù)據(jù)疊加，科學(xué)反應(yīng)當(dāng)前地質(zhì)現(xiàn)象，從而明確當(dāng)前礦山礦產(chǎn)資源情況。

2 結(jié)語

我國礦產(chǎn)資源施工勘查和找礦工作是我國礦山資源開發(fā)的前提，也是礦產(chǎn)高效率開采的保證。通過綜合運用無人機傾斜攝影和虛擬三維建模技術(shù)，可以在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上獲取更高精度的礦山地質(zhì)地形圖，進而明確各資源礦區(qū)，提高礦山資源勘查和找礦效率。