肖 俊，曾瑞棟

（崇義縣自然資源局，江西 贛州 341300）

礦山測(cè)繪質(zhì)量和效率影響著礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用效率，尤其是井下資源開發(fā)與利用，精準(zhǔn)的礦山測(cè)繪是精準(zhǔn)開發(fā)的基礎(chǔ)。隨著動(dòng)態(tài)GPS定位技術(shù)、無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，使得無人機(jī)航測(cè)技術(shù)廣泛的應(yīng)用于各個(gè)測(cè)繪領(lǐng)域，尤其是礦山測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用，顯著的縮短了礦山測(cè)繪周期，提高了測(cè)繪效率和測(cè)量精度，對(duì)礦山建設(shè)有著積極的作用[1]。本文以無人機(jī)航測(cè)技術(shù)為研究對(duì)象，分析該技術(shù)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和主要應(yīng)用步驟，為推動(dòng)該技術(shù)在礦山測(cè)繪領(lǐng)域發(fā)展提供幫助。

1 無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）影像數(shù)據(jù)高分辨率優(yōu)勢(shì)。隨著我國(guó)北斗系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，顯著的提高了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS定位精度，如我國(guó)車載GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)等，加快了無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展。無人機(jī)航測(cè)技術(shù)是定位技術(shù)、圖像融合、無人機(jī)等技術(shù)的集合體?，F(xiàn)代化高精度定位系統(tǒng)和高效的圖像融合技術(shù)顯著的提高了航拍影像的分辨率，可達(dá)厘米級(jí)，為進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理帶來了更加精確的基礎(chǔ)資料。此外，與傳統(tǒng)的測(cè)繪手段及方法相比，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)避免了大量外業(yè)測(cè)繪人員操作誤差以及人員無法到達(dá)的區(qū)域，適用于大面積、復(fù)雜地形地貌環(huán)境的測(cè)量任務(wù)。

（2）外業(yè)數(shù)據(jù)采集效率高。無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在執(zhí)行過程中外業(yè)數(shù)據(jù)采集是以航拍影像為主，即在較短的時(shí)間內(nèi)可獲得大量的航拍影像，與傳統(tǒng)的測(cè)繪方法相比，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)僅需3天～7天就可完成礦山范圍內(nèi)的外業(yè)數(shù)據(jù)采集，明顯縮短了測(cè)量周期和外業(yè)采集數(shù)據(jù)工作量，即在單位時(shí)間了提高了外業(yè)數(shù)據(jù)采集效率。因此，高效的外業(yè)數(shù)據(jù)采集是實(shí)現(xiàn)工程任務(wù)緊、工程周期短的測(cè)量工程的基礎(chǔ)，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。

（3）數(shù)據(jù)處理快的優(yōu)勢(shì)。無論是傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)還是現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)，均需面臨數(shù)據(jù)處理的問題。與傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)相比，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)具有較高的數(shù)據(jù)處理速度，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是數(shù)據(jù)獲取方式是以航拍影像和POS數(shù)據(jù)等形式進(jìn)行，避免了數(shù)據(jù)的手動(dòng)錄入等缺陷[2]；二是獲得的遙感數(shù)據(jù)具有相對(duì)較統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，減少了坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換頻次；三是數(shù)據(jù)格式的同一性，僅需進(jìn)行濾波、去噪等處理就可以進(jìn)行空三加密等后期處理。

（4）經(jīng)濟(jì)效益高的優(yōu)勢(shì)。無人機(jī)航測(cè)技術(shù)具有高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是無人機(jī)航測(cè)技術(shù)以現(xiàn)代化定位技術(shù)、圖像融合和無人機(jī)技術(shù)為主，實(shí)現(xiàn)了快速測(cè)繪的目的，有效的降低傳統(tǒng)測(cè)繪周期長(zhǎng)、工作量繁雜的缺陷，提高了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益；二是縮短了測(cè)繪周期，實(shí)現(xiàn)了單位時(shí)間內(nèi)高效測(cè)繪的目的，提高了無人機(jī)航測(cè)設(shè)備的利用率，使得儀器設(shè)備在相同的時(shí)間內(nèi)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2 無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用

在進(jìn)行礦山測(cè)繪之前，需要收集礦山區(qū)域地形地貌等資料，進(jìn)行外業(yè)踏勘，編寫航拍設(shè)計(jì)，其工作流程見圖1所示。

圖1 無人機(jī)航測(cè)技術(shù)操作流程示意圖

（1）航線及像控點(diǎn)設(shè)計(jì)。航線設(shè)計(jì)是提高無人機(jī)航測(cè)質(zhì)量的基礎(chǔ)，要根據(jù)礦山測(cè)繪面積、地形地貌特征進(jìn)行確定，若測(cè)繪面積較大，且地形地貌多變，則需對(duì)礦山范圍劃分子區(qū)塊，將地形地貌特征相近且相鄰的區(qū)域劃分為同一子區(qū)塊，再按照不同子區(qū)塊進(jìn)行航線設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)過程中為了防止無人機(jī)飛行過程中出現(xiàn)“留白”，則需根據(jù)地形地貌設(shè)計(jì)旁向重疊度、航向重疊度等參數(shù)，并注明無人機(jī)的飛行方向、高度，航線的數(shù)量等信息。此外，無人機(jī)精確飛行受地面像控點(diǎn)影響較大，將像控點(diǎn)均勻、合理的布設(shè)在測(cè)繪范圍內(nèi)，不僅能夠引導(dǎo)無人機(jī)按照設(shè)定航線飛行，還能夠有效降低“留白”問題。像控點(diǎn)的布設(shè)一般根據(jù)航向、旁向重疊度布設(shè)4條～5條基線[2]，在不同子區(qū)塊或者影像的結(jié)合部位相應(yīng)增加像控點(diǎn)數(shù)量。

（2）空三加密處理。無人機(jī)航測(cè)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)獲得較大面積的航拍影像數(shù)據(jù)，但在地形地貌復(fù)雜、植被覆蓋較厚的區(qū)域常遇到“留白”問題，在航拍死角區(qū)域出現(xiàn)“空白”問題。因此，使用無人機(jī)航測(cè)在進(jìn)行礦山測(cè)繪過程中往往出現(xiàn)局部較小區(qū)域測(cè)量精度達(dá)不到礦山測(cè)繪要求的現(xiàn)象，此時(shí)可通過空中三角加密測(cè)量就可消除或減少上述問題對(duì)測(cè)繪精度的影響[3]。空三加密處理是立足于影像方位元素展開的數(shù)學(xué)計(jì)算和預(yù)測(cè)，結(jié)合現(xiàn)代化數(shù)據(jù)處理軟件將各類干擾因素（植被、建筑物、噪聲點(diǎn)）剔除，可有效的彌補(bǔ)因“留白”或者“空白”問題而影響測(cè)繪精度的問題。

（3）數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)處理及成果圖件輸出。無人機(jī)航測(cè)技術(shù)縮短了外業(yè)數(shù)據(jù)采集周期，提高了外業(yè)數(shù)據(jù)采集效率，但是將難點(diǎn)轉(zhuǎn)移到內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的處理上。無人機(jī)航拍獲得的高分辨影像數(shù)據(jù)中包含了各類信息，如地形信息、植被信息、建筑物信息以及其他各類噪聲信息，對(duì)數(shù)據(jù)的處理均造成了困難。因此，如何探索提高數(shù)據(jù)數(shù)理質(zhì)量是當(dāng)前無人機(jī)航測(cè)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)。通常情況下，常用的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理包括外業(yè)采集大量影像的拼接、同名像點(diǎn)的轉(zhuǎn)點(diǎn)、粗差剔除、像控點(diǎn)聯(lián)測(cè)、區(qū)域網(wǎng)約束平差、校正、空三加密處理等流程，能夠在很大程度上將其他干擾因素剔除[1]。在完成數(shù)據(jù)的初步處理后，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入至相應(yīng)的繪圖軟件，開展內(nèi)定向、相機(jī)畸變、去測(cè)平均高程等處理，在完成上述操作后進(jìn)行礦山地形數(shù)據(jù)的采編流程[3]。在完成后可輸出相應(yīng)的成果圖件，對(duì)成果圖件進(jìn)行仔細(xì)核查，查看地形圖是否存在錯(cuò)誤，若存在，需要外業(yè)補(bǔ)測(cè)的需進(jìn)行外業(yè)補(bǔ)測(cè)工作，直至輸出的地形圖無誤后可提交成果資料。

3 結(jié)語

由上可知，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在礦山測(cè)繪中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，對(duì)促進(jìn)礦山建設(shè)有著積極的促進(jìn)作用，具有測(cè)繪周期短、效率高、分辨率高、成圖快的優(yōu)勢(shì)。但是，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)將外業(yè)采集數(shù)據(jù)的難點(diǎn)轉(zhuǎn)移至內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理上，雖然現(xiàn)階段已有許多數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)流程及方法，但均存在地形弱化、干擾信息強(qiáng)化的問題，因此，在今后的研究工作中，應(yīng)加強(qiáng)無人機(jī)航測(cè)數(shù)據(jù)處理方面的研究工作，使得無人機(jī)航測(cè)質(zhì)量更加可靠、準(zhǔn)確。