龐明偉

（中化地質礦山總局湖北地質勘查院，湖北 荊州 434000）

在礦區(qū)地形圖測繪的過程中，一般采用高精度定位、布點靈活且操作簡便的GPSRTK技術。在信號被遮擋且人員無法進入小面積區(qū)域內進行地形圖測量的情況下，需要將全站儀和GPS技術二者進行結合才可完成。雖然兩種方式能夠滿足于一般礦區(qū)生產地形測量的需求，但是對于一些特殊地區(qū)則無法滿足，例如山高林密、庫區(qū)以及排土場下游等。這些特殊區(qū)域地形測量不僅工作量大，工期長，同時對人和儀器帶來一定的安全隱患，對此需要結合實際情況，合理運用無人機技術。

1 無人機技術在地形測量中的應用

1.1 無人機定義與工作原理

無人機主要使用固定翼或更多轉子作為載體，選擇CNSS導航以及創(chuàng)新營銷模塊，同時還可以加載一部高分辨率的數(shù)碼相機，從而對地面以及計算機軟件航拍照片處理工作中涉及的數(shù)據(jù)信息進行全面分析，形成無人機航拍圖像系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的載人航天器調查得出，器生產工作效率得到有效提升，并且大大降低飛行的經濟成本。從工作人員的安全角度出發(fā)，金屬礦山測量合理運用無人機技術，不僅能夠大大縮短工期，還可以獲取到精準且全面的參考數(shù)據(jù)，從而對地下的實際情況有所了解，做好相應的保護工作。從開采部門角度出發(fā)，在金屬礦山正式開采之前，需要運用無人機技術對礦山的環(huán)境進行勘測和了解，收集開采礦山資源的詳細內容。由此可見，合理發(fā)展是必要的，但仍需對其進行實時監(jiān)督。雖然相關監(jiān)督部門針對礦區(qū)開采制定一系列措施，但在現(xiàn)實生活中礦區(qū)開采仍存在一些問題，因此，運用遙感影像技術可以對開采過程進行實時監(jiān)測，保證礦區(qū)開采工作順利進行。

1.2 無人機技術應用于地形測量的優(yōu)勢

（1）高清晰、高精度。根據(jù)相關調查研究表明，由于無人機收集數(shù)據(jù)信息的精度相對比較高，促使其在地形測量中應用的風險小，效率高。在地形地貌測量過程中，無人機近景測量需要亞米級別的精度，并且控制范圍需要控制在0.1m～0.5m之間。由此可見，傳統(tǒng)的地形測量形式無法實現(xiàn)，而無人機技術卻可以很好地完成。

（2）實施機動、靈活性強。無人機技術與傳統(tǒng)地形測量對比而言，無人機在低空飛機時，不受天氣、起降場地、數(shù)據(jù)采集等客觀因素的影響制約，并且憑借自身的實施機動以及靈活性等特點優(yōu)勢，全天任何時間內皆可接受任務，其適用性相對比較強。同時，信息采集成本得到降低，信息采集工作效率得到提升。

（3）高效、全方位測量。無人機除了獲取地形平面數(shù)據(jù)之外，還可以對地形進行全方面的測量，將既定的目標、建筑物高分辨率等于遙感技術相結合，促使無人機測量力量不斷擴大，對數(shù)據(jù)進行及時傳輸，從而真正實現(xiàn)全方位數(shù)據(jù)采集和拍攝。

2 無人機技術機制

2.1 無人機飛行控制系統(tǒng)

無人機飛行控制系統(tǒng)主要分為機載和地面兩大部分，而機載飛行控制系統(tǒng)由飛控、電臺、RC接收機、電池組、GPS等多個部分組合而成。飛行控制系統(tǒng)可以同時運用GPS、北斗等進行導航，通過事先設置好的航拍設備收集數(shù)據(jù)信息，從而真正實現(xiàn)相同距離和定點拍攝任務。

2.2 地面站控制系統(tǒng)

地面站控制系統(tǒng)由數(shù)據(jù)傳輸電臺、軟件以及便攜式計算機三大部分組合而成?？刂葡到y(tǒng)在控制軟件的作用影響下，將飛行器采集的飛行參數(shù)以及定位信息實時展示在相應的平臺之上。在采集飛行參考數(shù)據(jù)與坐標的整個過程中，需要合理運用地面站軟件，以此對飛行軌跡以及數(shù)據(jù)信息進行采集，進而實現(xiàn)無人機遙控導航盲飛的目的。

2.3 航線和像控點的設置

在地形測量過程中，合理運用區(qū)域網(wǎng)設置形式，將地面的首條航線以及末條航線的基數(shù)跨度進行有效控制。如微丘陵地帶基數(shù)值要小于12，比較集中的丘陵地帶基數(shù)數(shù)小于16。與此同時，根據(jù)隔航線布點，對航線與航線之間的點進行合理設置，并且全網(wǎng)四角以及不標準網(wǎng)端點處進行布點。一旦無法選取網(wǎng)內像控點的目標，可以根據(jù)情況將少數(shù)像控點設置高程點。一般情況下，主要選擇交角好的微笑線狀交點、清晰折角的頂點、小于0.2mm的點狀地物中心。運用九點法的方式進行區(qū)域網(wǎng)點布設，一旦不標準地點或者是相鄰平高點之間的間隔超過20條基線的情況下，需要在中間位置設置一個平高點。

3 無人機技術在礦區(qū)地形測量中的實際應用

3.1 工程整體概況

地形測量區(qū)位于某一礦山片區(qū)，并且山地屬于南嶺山脈南支。該區(qū)的山川糾結，地形極其復雜。海拔低于500m以下的山地丘陵面積占18%左右，山坡面積占28%左右，高程落差在400m，總體面積約3.8km2。

3.2 無人機測量的參數(shù)

表1 無人機測量參考數(shù)表

一般情況下，無人機在使用正式使用之前，需要對航飛方式、飛機型號、使用機場、相機型號、焦距等多方面進行合理的設計，從而保證測量工作順利開展。本次測量中使用的無人機測量參數(shù)簡介主要內容如表1。

3.3 無人機航拍實施情況

對拍攝所使用的相機進行反復的嚴格檢校；嚴格按照相關要求標準，對基準面高度進行確定，然后合理設計航線軌跡；由于光照條件不同，航拍攝影時間需要選擇上午九點以后，下午4:30之前進行攝影；航向重疊要大于70%，旁向重疊大于60%；對于清晰且層次豐富的影像資料，可以用作于制作線劃圖的參考；一旦補攝范圍超出漏洞范圍外的兩條基線，則需要進行重攝。

3.4 成果質量檢查驗收

安排專業(yè)質檢人員對測量數(shù)據(jù)信息進行全面的檢查和驗收，確保該測區(qū)所獲得圖幅產品全部合格，則證明該無人機此次航測項目取得圓滿成功，并且質量優(yōu)良。

4 結語

綜上所述，隨著我國社會經濟水平不斷提高，促使地形測量與地質勘察需求不斷發(fā)生變化，而如何高效、精確的完成地形測量成為地質工作的重要課題。無人機作為信息技術發(fā)展過程中的產物，在地形測量中取得顯著成就。