在我國礦產(chǎn)資源不斷開發(fā)利用的背景下，礦山資源的合理監(jiān)管至關(guān)重要，科學(xué)的露天礦山監(jiān)管方法能夠保證資源的合理開采，減少破壞性開采資源現(xiàn)象的出現(xiàn)

。傳統(tǒng)的露天礦山監(jiān)管方法由于礦產(chǎn)工程具有一定的多樣性與復(fù)雜性，對(duì)人員專業(yè)技術(shù)與業(yè)務(wù)方面的要求較高，監(jiān)管的區(qū)域面積存在較大的限制，導(dǎo)致整個(gè)監(jiān)測(cè)的周期性較長，且對(duì)于露天礦山變化的監(jiān)測(cè)結(jié)果精度較低

。露天礦山在邊坡位置特別容易出現(xiàn)滑坡裂隙情況，導(dǎo)致工作人員在測(cè)量監(jiān)管過程中存在較大的安全隱患，且監(jiān)管測(cè)量的勞動(dòng)強(qiáng)度較高，對(duì)監(jiān)管的方式要求較嚴(yán)格

。無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)繪技術(shù)快速發(fā)展的背景下，逐漸成熟，與遙感技術(shù)相結(jié)合，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)露天礦山的監(jiān)管測(cè)量工作

。無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)通過專業(yè)的技術(shù)手段，對(duì)礦山采場(chǎng)區(qū)域高程點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并進(jìn)行適當(dāng)處理，監(jiān)測(cè)礦山邊坡角度

。通過一定的算法計(jì)算礦山的合理開采量，根據(jù)計(jì)算結(jié)果監(jiān)測(cè)露天礦山的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量變化，判斷露天礦山整體資源是否處于穩(wěn)定發(fā)展?fàn)顟B(tài)

。無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)具有覆蓋面積大的特點(diǎn)，采集結(jié)果能夠進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)置，得到較精確的遙感數(shù)據(jù)，且在監(jiān)測(cè)的時(shí)效性與周期性方面存在較大的優(yōu)勢(shì)

。通常情況下，無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)包括比例尺較大的航空測(cè)量、傾斜攝影等，基于專業(yè)的測(cè)繪軟件，直觀地反映露天礦山的各項(xiàng)屬性信息，提高測(cè)繪的視覺效果

。

水功能區(qū) 水功能區(qū)是指為滿足水資源開發(fā)利用和節(jié)約保護(hù)的需求，根據(jù)水資源自然條件和開發(fā)利用現(xiàn)狀，按照流域綜合規(guī)劃、水資源保護(hù)規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求，在相應(yīng)水域按其主導(dǎo)功能劃定范圍并執(zhí)行相應(yīng)水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的水域。

綜上所述，本文提出了基于無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的露天礦山監(jiān)管方法設(shè)計(jì)，全方位展示我國露天礦山開發(fā)的現(xiàn)狀，對(duì)我國礦山資源的研究提供一定的幫助。

1 露天礦山監(jiān)管方法設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的露天礦山監(jiān)管方法，結(jié)合了無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的可視化特性，高精度地描述露天礦山的礦產(chǎn)資源發(fā)展現(xiàn)狀。無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的實(shí)施結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

如圖1所示，為本文采用的無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)實(shí)施結(jié)構(gòu)，通過控制測(cè)量的參數(shù)設(shè)置，選擇合適的無人機(jī)測(cè)繪方式；結(jié)合空中三角加密技術(shù)，建立露天礦山三維模型，將無人機(jī)測(cè)繪結(jié)果進(jìn)行分類處理。

在礦山的選址時(shí)，需要在不同的礦產(chǎn)資源地進(jìn)行科學(xué)的分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨礦分級(jí)作業(yè)的有效控制，減少礦山企業(yè)的生產(chǎn)成本，增加使用的工藝質(zhì)量。在我國的礦山磨礦分級(jí)控制系統(tǒng)中，廣泛使用PLC控制技術(shù)，可以管理功率變送器，從而實(shí)現(xiàn)?？蚍旨?jí)作業(yè)的自動(dòng)化管理。

1.1 設(shè)置無人機(jī)測(cè)繪設(shè)備的相關(guān)參數(shù)

基于無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的露天礦山監(jiān)管方法設(shè)計(jì)，首先要設(shè)置無人機(jī)測(cè)繪設(shè)備的相關(guān)參數(shù)。一套完備的無人機(jī)測(cè)繪方案需要云臺(tái)、相機(jī)以及各種設(shè)備的配合，設(shè)備的相關(guān)參數(shù)都具有一定的獨(dú)立性與適配性，在選擇參數(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮無人機(jī)的載荷、載重等問題

。根據(jù)監(jiān)管的露天礦山的地質(zhì)特征，選擇與之匹配的無人機(jī)與設(shè)備，現(xiàn)階段，無人機(jī)的制作材料大多數(shù)為工程塑料，整體的質(zhì)量較輕，性能更好

。本文設(shè)計(jì)的露天礦山監(jiān)管方法，選用四旋翼航空飛行器，能夠承受的最大載荷為1.54kg，內(nèi)部安裝衛(wèi)星定位模塊。無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的相關(guān)參數(shù)設(shè)置，如表1所示。

根據(jù)無人機(jī)具體的監(jiān)管任務(wù)進(jìn)行具體設(shè)置，在使用航空攝影技術(shù)時(shí)，無人機(jī)的相對(duì)航高=攝影設(shè)備的焦距/航空攝影具體應(yīng)用的比例尺。采用無人機(jī)攝影測(cè)繪技術(shù)時(shí)，依據(jù)礦山地面采樣的間隔計(jì)算無人機(jī)的相對(duì)航高，計(jì)算公式如下：

如表2所示，無人機(jī)相機(jī)采用內(nèi)置單鏡頭，等效焦距范圍在20mm～40mm之間，根據(jù)相關(guān)的平差解算方法，獲取相機(jī)校驗(yàn)的各項(xiàng)參數(shù)值。

（4）研究1組與研究2組應(yīng)用中西藥交替外敷，其中喜遼妥軟膏能防止淺表血栓形成，促進(jìn)其吸收，阻止局部炎癥發(fā)展和加速血腫吸收。濕潤燒傷膏具有清熱解毒、止痛、生肌的作用，二者交替使用達(dá)到了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的目的，提高了藥效，擴(kuò)大了藥物的適用范圍，達(dá)到了既預(yù)防又治療的雙重效果。

通過治療靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫（TTD，https://db.idrblab. org/ttd/）、Drugbank（https://www.drugbank.ca/）、DisGeNET（http://www.disgenet.org/web/DisGeNET/ menu/home）對(duì)AD相關(guān)的基因進(jìn)行篩選，將鉤藤散預(yù)測(cè)的相關(guān)靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)映射到AD相關(guān)靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中，2個(gè)網(wǎng)絡(luò)中重疊的基因即被認(rèn)為是鉤藤散中藥成分治療AD的作用靶點(diǎn)。

1.2 設(shè)計(jì)監(jiān)管航線

對(duì)影像的重疊度進(jìn)行調(diào)整，保證露天礦山中各項(xiàng)信息均分分布在影像中；改變旋轉(zhuǎn)角度，采用格式目錄分類的存儲(chǔ)方式，調(diào)整攝影影像在不同位置的畸變差。調(diào)節(jié)影像的亮度與對(duì)比度，保證影像中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。最后，將分類處理后的露天礦山影像提交，基于一定的生成方式生成數(shù)字產(chǎn)品。

如表1所示，作為露天礦山監(jiān)管方法中無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)參數(shù)，無人機(jī)在來回接收礦山數(shù)據(jù)中，根據(jù)礦山的地質(zhì)特征自動(dòng)調(diào)整接收數(shù)據(jù)的方式?？刂茻o人機(jī)測(cè)量位置的GPS裝置，能夠根據(jù)礦山的經(jīng)緯度屬性自動(dòng)調(diào)節(jié)匹配的測(cè)繪模式，采集并存儲(chǔ)露天礦山的數(shù)據(jù)影像。采用多視角拍攝的無人機(jī)攝影設(shè)備，搭配非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)，控制像素保持在4000萬以上。為了獲取到高精度的露天礦山地面坐標(biāo)，首先要采集礦山的方位元素，布置不同平面的控制點(diǎn)，將像素點(diǎn)坐標(biāo)結(jié)合到共線方程中，獲取無人機(jī)相機(jī)的校驗(yàn)參數(shù)，如表2所示。

這就是沂蒙兒女。他們雖然沒有部隊(duì)編號(hào)，沒有軍功章，手中的“武器”只是擔(dān)架、獨(dú)輪車、紡車、鏊子……但他們卻為新中國的成立做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。

在地面準(zhǔn)備工作處理完善后，通過無人機(jī)對(duì)露天礦山進(jìn)行拍攝，綜合考慮天氣因素，選擇風(fēng)力較小的天氣，降低對(duì)無人機(jī)的損害。將無人機(jī)放置在起飛場(chǎng)地，安裝航攝儀，對(duì)無人機(jī)發(fā)送指令，保證無人機(jī)按照設(shè)計(jì)好的監(jiān)管航線運(yùn)行，并將采集到的飛行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋給地面的工作人員。

1.3 布設(shè)露天礦山像控點(diǎn)

基于上述無人機(jī)的監(jiān)管航線設(shè)計(jì)完畢后，布設(shè)露天礦山的監(jiān)管像控點(diǎn)。增加監(jiān)管定位模塊數(shù)量，保證POS數(shù)據(jù)在無人機(jī)飛行時(shí)具有準(zhǔn)確度較高的位置數(shù)據(jù)。構(gòu)建像控點(diǎn)布設(shè)模型，在模型中對(duì)像控點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化操作，基于1：1000的布設(shè)比例，調(diào)整像控點(diǎn)的數(shù)量，采用RTK方法獲取部分像控點(diǎn)的坐標(biāo)，與基站之間建立連接，保證像控點(diǎn)均勻分布在露天礦區(qū)內(nèi)。

結(jié)合工程實(shí)際情況，本次大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)擬采用砂巖壓重上游壩坡的方式，提高上游壩坡的穩(wěn)定性。上游壩坡加固設(shè)計(jì)方案為：壓重體頂寬5m，迎水面坡比1∶2，高度3m，如圖1。

對(duì)圖像的畸變現(xiàn)象進(jìn)行校正與降噪處理，匹配圖像的特征點(diǎn)，優(yōu)化圖像的建模質(zhì)量。像控點(diǎn)布設(shè)得是否精確，直接影響了露天礦山圖像的精確程度，為了使像控點(diǎn)的判別更加清晰，設(shè)置航向的范圍在5片左右，避開影像的邊界，找出影像相鄰的地物點(diǎn)。

其中，GSD表示礦山地面采樣間隔；f表示無人機(jī)鏡頭焦距；a表示設(shè)備的像元尺寸。根據(jù)無人機(jī)數(shù)字?jǐn)z影的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，調(diào)整影像的重疊度，將待監(jiān)管區(qū)域劃分為大小不同的區(qū)域，根據(jù)不同的子區(qū)域設(shè)計(jì)矩陣監(jiān)管測(cè)量方案。

在無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)測(cè)量像控點(diǎn)時(shí)，利用支撐桿固定坐標(biāo)，確認(rèn)像控點(diǎn)坐標(biāo)的參數(shù)以及子午線。確定像控點(diǎn)的平面坐標(biāo)位置與投影中心，計(jì)算像控點(diǎn)布設(shè)模型的內(nèi)參數(shù)，減少光學(xué)鏡頭的畸變差。

1.4 分類處理影像

無人機(jī)在露天礦山空中飛行時(shí)，由于礦山不同的環(huán)境與氣候狀態(tài)，會(huì)出現(xiàn)部分偏航的情況，降低監(jiān)管的影像質(zhì)量，因此，在無人機(jī)飛行結(jié)束后，首先要對(duì)采集到的監(jiān)管影像進(jìn)行分類處理，結(jié)合POS數(shù)據(jù)的檢測(cè)作用，對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)與判斷，判斷影像數(shù)據(jù)與影像質(zhì)量是否達(dá)到無人機(jī)測(cè)繪的標(biāo)準(zhǔn)要求。

為了保證獲取到的露天礦山數(shù)據(jù)影像的精確性，減少由于航線設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的飛行次數(shù)增加，因此，在無人機(jī)測(cè)繪工作開始前，對(duì)具體的露天礦山監(jiān)管航線進(jìn)行布設(shè)，綜合考慮礦山地面的分辨率、影像分辨率等條件參數(shù)。保證監(jiān)管區(qū)域的礦山為規(guī)則形狀，無人機(jī)的飛行方向設(shè)置為井字形，保持飛行的高度不變，控制航向的重疊概率大于72.35%。

2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為了驗(yàn)證本文提出的基于無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的露天礦山監(jiān)管方法的有效性，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)測(cè)試。本次實(shí)驗(yàn)選取吳忠市某露天礦區(qū)，礦區(qū)的整體高程介于1670m～1750m之間，主要以石膏為礦產(chǎn)資源。采用佳能MOL 3D相機(jī)的低空無人機(jī)，在礦區(qū)內(nèi)布設(shè)102個(gè)測(cè)量控制點(diǎn)，設(shè)置露天礦山的影像空間分辨率高于0.35m。

首先，對(duì)露天礦山進(jìn)行格網(wǎng)劃分，選取具體的監(jiān)管測(cè)量位置，將相機(jī)固定在水平位置，打開DP軟件標(biāo)定模塊，加載露天礦山的拍攝影像。根據(jù)無人機(jī)相機(jī)的主點(diǎn)與焦距參數(shù)，對(duì)影像的主點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量處理，得到無人機(jī)相機(jī)的校驗(yàn)參數(shù)，如表3所示。

經(jīng)檢測(cè)252件柑橘樣品中可溶性固形物平均值12.774%，全部超過優(yōu)等果標(biāo)準(zhǔn)；總酸量平均值0.733%，91.27%的樣品屬優(yōu)等果；固酸比平均值18.535，達(dá)到優(yōu)等果標(biāo)準(zhǔn)的樣品占98.02%?？偺瞧骄?.428%，維生素C平均值2.729 mg/100g。

如表3所示，作為本次實(shí)驗(yàn)的無人機(jī)相機(jī)校驗(yàn)參數(shù)設(shè)置，由于無人機(jī)的拍攝角度不同，部分校驗(yàn)精度存在較小的誤差。

對(duì)無人機(jī)相機(jī)獲取到的圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，增強(qiáng)圖像的邊緣色彩，更加清晰地突出露天礦山的資源信息，提高監(jiān)管解譯的效率。按照光譜的形狀，調(diào)整尺度比例參數(shù)，控制影像與實(shí)際地物之間的吻合程度。

2.2 結(jié)果分析

設(shè)置本文提出的基于無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的露天礦山監(jiān)管方法為實(shí)驗(yàn)組，傳統(tǒng)的激光掃描監(jiān)管方法為對(duì)照組，對(duì)比兩種監(jiān)管方法的自動(dòng)提取測(cè)量點(diǎn)精度誤差，如表4所示。

如表4所示，本文提出的基于無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的露天礦山監(jiān)管方法無論在X1方向還是Y1方向，自動(dòng)提取測(cè)量點(diǎn)的精度誤差均小于傳統(tǒng)的激光監(jiān)管方法，表明本文提出的監(jiān)管方法的測(cè)量結(jié)果精確度更好。

3 結(jié)語

綜上所述，由于傳統(tǒng)的露天礦山監(jiān)管方法在礦山地質(zhì)環(huán)境較復(fù)雜的情況下，監(jiān)管結(jié)果的誤差較高，無法對(duì)露天礦山的礦產(chǎn)資源進(jìn)行有效的監(jiān)管，因此，本文在傳統(tǒng)的監(jiān)管方法上加以改進(jìn)，引用了無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)，減少了人力物力浪費(fèi)的同時(shí)，提高了礦山的監(jiān)管效率與監(jiān)管精度。

實(shí)驗(yàn)證明，本文提出的露天礦山監(jiān)管方法的自動(dòng)提取測(cè)量點(diǎn)精度誤差小于傳統(tǒng)的監(jiān)管方法，影像監(jiān)管的總體精度更加具有優(yōu)勢(shì)。

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