周 海

（福建省閩西地質(zhì)大隊(duì)，福建 廈門 361000）

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)是在充分吸收各行業(yè)的最前沿最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展出具備智能化、自動(dòng)化和現(xiàn)代化的技術(shù)。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)用途廣泛，它不單應(yīng)用在大眾娛樂(lè)、物資運(yùn)輸?shù)确矫?，還在礦山測(cè)量中發(fā)揮著重要作用。

現(xiàn)代礦山測(cè)量技術(shù)是現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)體系的重要組成部分，它具有測(cè)量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度高、時(shí)效性強(qiáng)、測(cè)繪效率高以及經(jīng)濟(jì)適用性佳的特點(diǎn)，而無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代礦山測(cè)量中，它可以通過(guò)發(fā)揮無(wú)人機(jī)的三維傾斜攝影技術(shù)的功能，保證測(cè)繪人員可以通過(guò)傾斜、垂直等多個(gè)方式來(lái)獲取測(cè)量物的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合其它技術(shù)再形成三維地理信息模型，以此來(lái)立體地、全方位地監(jiān)測(cè)礦山的地標(biāo)物，根據(jù)礦區(qū)的地形地貌特點(diǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、測(cè)量驗(yàn)收，以及排土場(chǎng)尾礦、采場(chǎng)的狀況等。為礦區(qū)的施工和建設(shè)提供最精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。

1 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的基本情況

無(wú)人機(jī)也就是常說(shuō)的無(wú)人駕駛機(jī)，其英語(yǔ)全稱為unmanned aerial vehicle，簡(jiǎn)稱UAV。它通過(guò)發(fā)揮無(wú)線電遙控設(shè)備的作用，利用已經(jīng)事前設(shè)置好的程序控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的人為操控?；蛘呃冒胱灾鞑倏鼗蛴绍囕d計(jì)算機(jī)來(lái)操縱無(wú)人機(jī)的飛行，無(wú)人機(jī)具有造價(jià)低、靈活方便的特點(diǎn)，從系統(tǒng)框架的角度來(lái)看，無(wú)人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)由多個(gè)內(nèi)容設(shè)備構(gòu)成，分別有地面控制系統(tǒng)、攝影傳感器、飛行控制系統(tǒng)以及飛機(jī)平臺(tái)，而飛行任務(wù)設(shè)備管理和飛行控制是無(wú)人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的重要組成部分[1]。正常情況下，操控人員會(huì)采用EOS5DMarkⅡ攝影傳感器以及固定翼無(wú)人機(jī)。圖A是無(wú)人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)組成圖。

在開(kāi)展現(xiàn)代礦山測(cè)量中，通過(guò)發(fā)揮無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)全方位監(jiān)控礦山施工建設(shè)過(guò)程，操控人員可以采用傾斜及垂直等方式來(lái)獲取遙感影像信息。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地標(biāo)物及附近區(qū)域情況的全方位監(jiān)控。應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)涉及以下幾個(gè)方面的流程：

一是開(kāi)展需求調(diào)研，首先要制定礦山測(cè)量的地標(biāo)物區(qū)域，將其區(qū)域進(jìn)行外擴(kuò)后，確定好無(wú)人機(jī)攝像區(qū)域，同時(shí)設(shè)置好三維模型分辨率和DOM分辨率。

二是開(kāi)展航線設(shè)定。在設(shè)置好航拍區(qū)域后，然后開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)勘探，收集測(cè)量區(qū)域的氣候、地形、地貌、地質(zhì)等相關(guān)信息，確定好航測(cè)方案，將控制軟件導(dǎo)入到無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中，設(shè)置好地面分辨率、重疊度、帶寬以及航高等一系列參數(shù)指標(biāo)，在飛行控制系統(tǒng)中設(shè)置好航行路線。

三是開(kāi)展外業(yè)航拍。根據(jù)無(wú)人機(jī)航行情況，將航拍地標(biāo)物以及相關(guān)區(qū)域的坐標(biāo)、方向、速度、高度等基礎(chǔ)信息一一進(jìn)行記錄，然后利用GPS技術(shù)的功能，將影像數(shù)據(jù)以及地理數(shù)據(jù)等信息嵌入其中，然后分析處理相關(guān)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)使用額外操控?zé)o人機(jī)補(bǔ)拍的手段，來(lái)補(bǔ)充所需的數(shù)據(jù)信息。

四是開(kāi)展內(nèi)業(yè)處理。利用相關(guān)的技術(shù)軟件，如smart3D、inpho、Arcgis。利用軟件對(duì)所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的深加工。構(gòu)建三維立體模型以及制作數(shù)字正射影像[2]。

五是開(kāi)展成果質(zhì)量測(cè)評(píng)。針對(duì)獲取到的數(shù)據(jù)情況，檢查圖片的拼接拉伸痕跡以及數(shù)據(jù)精度，如果數(shù)據(jù)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，則證明項(xiàng)目質(zhì)量達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖1 無(wú)人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)組成

2 現(xiàn)代礦山測(cè)量應(yīng)用中，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的作用

2.1 實(shí)現(xiàn)礦山數(shù)字化建設(shè)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，所需的礦山資源越來(lái)越多，保證礦山資源的高效管理，必須要建立數(shù)字化礦山，實(shí)現(xiàn)礦山信息的智能化、數(shù)字化和現(xiàn)代化，提高礦山信息管理水平，這是現(xiàn)代礦山管理的目標(biāo)。

要實(shí)現(xiàn)這一管理，就必須要保證好礦山測(cè)量的質(zhì)量和效率，保證測(cè)量成果精準(zhǔn)度。但是如果使用傳統(tǒng)的測(cè)繪方法，所獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)不但數(shù)據(jù)缺乏全面性，而且測(cè)量速度和效率也無(wú)法滿足現(xiàn)階段礦山發(fā)展的需要。無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)字化礦山建設(shè)的發(fā)展目標(biāo)。而無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)則能有效解決這一困難。

無(wú)人機(jī)可以應(yīng)用于偏僻山區(qū)的測(cè)量，它不但測(cè)繪效率高、質(zhì)量好，而且還安全可靠，成本不高，提高了礦山信息數(shù)據(jù)采集的可靠性和精準(zhǔn)度和經(jīng)濟(jì)性[3]。

2.2 有效監(jiān)測(cè)礦山恢復(fù)以及治理情況

隨著我國(guó)對(duì)綠色經(jīng)濟(jì)的越來(lái)越重視，特別是習(xí)近平總書(shū)記十九大報(bào)告中提出的：堅(jiān)持人與自然和諧共生。必須樹(shù)立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅(jiān)持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策。因此，要響應(yīng)生態(tài)綠色環(huán)保的發(fā)展理念，積極發(fā)展綠色礦山，保證礦區(qū)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展，是現(xiàn)代礦山建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)。在這一時(shí)代背景下，要強(qiáng)化礦山環(huán)境管理，恢復(fù)礦山生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)礦山生態(tài)的綠色發(fā)展。以往由于受限于技術(shù)手段，無(wú)法針對(duì)礦山的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題開(kāi)展有效的恢復(fù)工作。不過(guò)礦山管理者通過(guò)引入無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，利用無(wú)人機(jī)平臺(tái)的搭載功能，可將多種傳感器搭載在無(wú)人機(jī)上，從而收集礦山的多光譜、真彩色以及雷達(dá)等一系統(tǒng)遙感信息。然后將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)相關(guān)軟件的進(jìn)一步處理后，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行定量和定性分析，從而得出礦山的準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)，從而得到現(xiàn)時(shí)礦山環(huán)境恢復(fù)進(jìn)度以及治理效果等情況，方便管理者進(jìn)一步評(píng)估礦山綠色建設(shè)效果。

2.3 通過(guò)有效的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效利用和保護(hù)

由于礦山資源的特殊性，它具有不可再生性，這種特性決定了礦山資源只會(huì)越來(lái)越稀缺，而社會(huì)的需求量卻越來(lái)越大，因此，必須要加強(qiáng)礦山資源的綜合開(kāi)發(fā)和管理。提高礦山資源的綜合利用率，用管理來(lái)實(shí)現(xiàn)礦山資源的高效利用和有效保護(hù)。

以往由于我國(guó)科學(xué)技術(shù)的限制，造成礦區(qū)開(kāi)采技術(shù)落后，再加上先進(jìn)的技術(shù)被發(fā)達(dá)國(guó)家所壟斷，導(dǎo)致我國(guó)開(kāi)采技術(shù)也難以在短期內(nèi)發(fā)展起來(lái)，所以在開(kāi)采礦山資源過(guò)程中，造成開(kāi)采方法不科學(xué)、不規(guī)范以及盲目開(kāi)采等一系列問(wèn)題，導(dǎo)致大量礦山資源被浪費(fèi)，并且，受經(jīng)濟(jì)利益的刺激，還存在大量的企業(yè)在無(wú)開(kāi)采資質(zhì)的情況下開(kāi)采礦山資源。擾亂我國(guó)礦產(chǎn)行業(yè)的正常秩序。

基于這種背景下，我國(guó)礦產(chǎn)行業(yè)引入無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)等新型技術(shù)，利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)來(lái)監(jiān)控各地區(qū)礦山資源的開(kāi)采情況，對(duì)亂挖、亂采礦山資源的企業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，利用監(jiān)測(cè)的情況作為證據(jù)，對(duì)違法違規(guī)亂開(kāi)采礦山資源的不法分子進(jìn)行嚴(yán)懲。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)發(fā)展進(jìn)步，對(duì)各類礦山資源的需求量越來(lái)越大，在這種背景下，必須要通過(guò)加強(qiáng)礦山管理水平，提高現(xiàn)代礦山測(cè)量技術(shù)水平，提高礦山資源的綜合開(kāi)采利用率，保證我國(guó)礦山資源的綠色可持續(xù)發(fā)展。而無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)能保證現(xiàn)代礦山測(cè)量的精準(zhǔn)度和時(shí)效性，為實(shí)現(xiàn)礦山資源的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展提供科學(xué)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和管理依據(jù)，因此，必須要加強(qiáng)推廣無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在現(xiàn)代礦山測(cè)量中的廣泛應(yīng)用。