摘要：一體化、重復(fù)性是礦山測量工作的重要特征，因此需要依托各種科技手段強(qiáng)化礦山測繪質(zhì)量。隨著我國科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，無人機(jī)遙感技術(shù)在礦山測繪領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其優(yōu)勢彰顯了在新形勢下，傳統(tǒng)測繪技術(shù)存在的弊端被無人機(jī)遙感技術(shù)一一攻克，為礦山測繪打開了新篇章。因此，主要就無人航測手段的概念以及應(yīng)用方式進(jìn)行探討，旨在加快礦山測繪的革新步伐，滿足新時(shí)代背景下各種礦山測繪需求，為礦山開發(fā)與利用提供一些有益參考和建議。

關(guān)鍵詞：低空無人機(jī);遙感技術(shù);礦山測繪;實(shí)踐應(yīng)用1無人機(jī)遙感技術(shù)概述

無人機(jī)遙感技術(shù)是一個(gè)新興技術(shù)，對(duì)于傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感方法而言，它的兼容性、擴(kuò)展性更強(qiáng)，是集定位系統(tǒng)、通信信息技術(shù)、飛行器信息技術(shù)為一體的綜合性技術(shù)。衛(wèi)星遙感技術(shù)能夠不受大氣環(huán)境、周圍地形的影響，連續(xù)且全面地實(shí)施檢測，因此獲得的數(shù)據(jù)更宏觀、視野更廣闊;同時(shí)，低空無人機(jī)航拍具有準(zhǔn)確性高、物理分辨率強(qiáng)等特點(diǎn)，不僅有效減少氣象干擾，還能夠獲得分辨率較高的圖像，為后續(xù)礦山測繪提供有力支持。由此可見，無人機(jī)遙感技術(shù)具備操作周期短、簡單快捷、靈活機(jī)動(dòng)等特點(diǎn)，極大地填補(bǔ)了航空攝影檢測的空缺，使航測設(shè)備得到更新與升級(jí)，賦予航空遙感行業(yè)強(qiáng)烈的科技感。

采礦航測的價(jià)值、意義在于它能夠采集到關(guān)于礦山的各類自然資源布局情況以及各類礦山位置、地形等信息，然后通過計(jì)算和具體調(diào)查研究，推算出有意義的數(shù)據(jù)，這對(duì)了解我國各個(gè)地域的礦產(chǎn)資源使用現(xiàn)狀、布局分布意義非凡，為決策管理提供科學(xué)保障。無人機(jī)航測系統(tǒng)的卓越性主要依托各種先進(jìn)設(shè)備與系統(tǒng)集成化，包括大數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、成像技術(shù)、無人駕駛飛機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)以及GPS定位通信系統(tǒng)等?？刂七b感儀器，可以詳細(xì)記錄下各項(xiàng)遙感圖像信息，為建模奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而進(jìn)行分析應(yīng)用［1］。

2低空無人機(jī)遙感技術(shù)在礦山測繪中的實(shí)踐應(yīng)用2.1空中三角影像測量的技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用

應(yīng)用低空無人機(jī)遙感技術(shù)，需要設(shè)置4個(gè)控制點(diǎn)，使其形成空中三角影像測量。就固定坐標(biāo)系而言，分布的控制點(diǎn)主要用于各種坐標(biāo)的評(píng)估與計(jì)算，使外業(yè)工作量趨于平衡。以下對(duì)具體操作過程進(jìn)行詳細(xì)說明：

首先，控制點(diǎn)的布設(shè)與選取應(yīng)依據(jù)視野開闊、位置穩(wěn)定的原則，防止采集到的數(shù)據(jù)受植被遮擋、地形起伏而影響其精準(zhǔn)性。然后，定位控制點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行高精度測量，可以采用高精度測繪儀器，如全站儀、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)等，以此獲得三維坐標(biāo)。接下來，利用慣性測量單元（IMU）和GNSS接收器結(jié)合低空無人機(jī)飛過的像控點(diǎn)，詳細(xì)記錄飛行姿態(tài)與軌跡參數(shù)。這一步驟旨在為后續(xù)正射影像圖、數(shù)字高程模型的構(gòu)建提供數(shù)據(jù)支撐。

在平差結(jié)算攝影與數(shù)字模型構(gòu)建過程中，遙感圖像的外方位元素來源于參考各項(xiàng)控制點(diǎn)參數(shù)。具體而言，對(duì)無人機(jī)中的影像進(jìn)行拼接與匹配，通過光速法平差技術(shù)，利用攝影測量軟件生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)。繼而，將像控點(diǎn)與地面控制點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以校正、處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)，提高外方位元素的準(zhǔn)確度，進(jìn)一步推進(jìn)空中三角測量機(jī)制的形成。

2.2DLG量測的技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用

在礦山測繪過程中，DLG（Digital Line Graph）量測有助于提高采礦航測的效率與精度。具體操作如下：

首先，在開展測繪工作的前期階段，需要全面測繪礦山路線，從高到低確定礦山路線等級(jí)，依次劃分主干道與次干道，為后期測繪工作做鋪墊。這一步驟涉及合理規(guī)劃航線，確保整個(gè)礦山區(qū)域均被無人機(jī)覆蓋，同時(shí)規(guī)避線路通行不閉合的現(xiàn)象。同時(shí)，無人機(jī)低空航拍時(shí)，礦區(qū)地表影像通過飛機(jī)攜帶的高分辨率攝像設(shè)備記錄，需要確保重疊度，以幫助提高空中三角測量的精確度［2］。

其次，礦山測繪時(shí)，電線塔位置是基于高程層面從高到低確定的，同時(shí)繪制等高線，使測繪工作精細(xì)化、系統(tǒng)化?？梢岳玫涂諢o人機(jī)采集、分析三維模型、遙感影像中的高程數(shù)據(jù)，以此推算出具體的電線塔位置，并搭配三角測量法，提高電線塔位的精度。為了繪制合理的等高線間距，可以利用GIS（地理信息系統(tǒng)）生成三維地形模型，以此演練出等高線間距。這一步驟有利于繪制出精準(zhǔn)的地形起伏情況，尤其是坡度較大或陡崖處，使礦區(qū)地形特征一覽無余。值得一提的是，在繪制過程中，陡崖、曲線路段等特殊地形測繪難度較大，應(yīng)引入曲線插入測量法，需要注意曲線插入的準(zhǔn)確性，用以規(guī)避空白區(qū)域出現(xiàn)在測區(qū)范圍內(nèi)。

對(duì)于測繪圖幅接邊問題，可以通過安裝大量矢量文件進(jìn)行優(yōu)化，以形成立體接邊，這樣有助于保障數(shù)據(jù)的連貫性、完整性。具體而言，建立矢量文件數(shù)據(jù)庫，包括建筑物、河流、道路等矢量數(shù)據(jù)，需要確保格式與系統(tǒng)一致。然后通過GIS軟件拼接各種圖幅的矢量文件，最終以完整測繪圖的形式呈現(xiàn)。如果出現(xiàn)接邊處地物特征與每一個(gè)圖幅存在差異，說明存在重疊或錯(cuò)位的現(xiàn)象，應(yīng)不斷校正矢量數(shù)據(jù)，優(yōu)化接邊效果，使整體測繪圖幅更生動(dòng)、立體。還可以設(shè)計(jì)屬性編碼嵌入到矢量數(shù)據(jù)當(dāng)中，注意一個(gè)屬性編碼對(duì)應(yīng)一個(gè)地物特征，具備唯一性，方便后期分析、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，同時(shí)提高測繪數(shù)據(jù)的安全性與實(shí)用性。

2.3礦山土地復(fù)墾的技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用

低空無人機(jī)遙感技術(shù)在礦山土地復(fù)墾中起到積極作用。該技術(shù)的應(yīng)用推進(jìn)了航空攝影測量新進(jìn)程。首先，設(shè)計(jì)規(guī)劃數(shù)字正射影像圖是關(guān)鍵一步，這一過程涉及低空無人機(jī)遙感技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢，如高清影像圖、人工無法勘測區(qū)域等，這些優(yōu)勢為提升項(xiàng)目的準(zhǔn)確性與精細(xì)度創(chuàng)造有利條件。

具體而言，在短時(shí)間內(nèi)通過低空無人機(jī)遙感技術(shù)采集航空影像，經(jīng)過處理，這些高分辨率影像能夠轉(zhuǎn)化成數(shù)字正射影像圖（DOM）。為了確保測繪精度，可以引入地面控制點(diǎn)（GCPs）進(jìn)行調(diào)整。處理數(shù)據(jù)時(shí)，可以采用Agisoft Metashape或Pix4D等圖像處理軟件進(jìn)行整合，使影像的幾何精度得到有效提升。對(duì)于影像的處理，其核心在于生成具備一致性且精度更高的正射影像圖，在這一步驟中，可以采用光束法平差（Bundle Adjustment）技術(shù)促進(jìn)具象化影像數(shù)據(jù)的形成［3］。

其次，測繪實(shí)施過程中，應(yīng)將數(shù)字高程模型（DEM）和DOM的成果充分利用起來。其中，地形和數(shù)據(jù)由DEM生成;礦區(qū)表面信息由DOM提供。有機(jī)結(jié)合這些數(shù)據(jù)參數(shù)，能夠更有針對(duì)性、系統(tǒng)地分析礦區(qū)地形。例如，進(jìn)行挖填方計(jì)算時(shí)，不同區(qū)域因地形差異存在高程變化，因此很難計(jì)算出準(zhǔn)確的挖填方量。基于此，在DEM數(shù)據(jù)框架下分析地形剖面，可以識(shí)別每一個(gè)區(qū)域的高程態(tài)勢，為土方工程量的計(jì)算提供參考依據(jù)。這樣，不僅能夠獲得準(zhǔn)確的土方數(shù)，對(duì)工程預(yù)算控制更是貢獻(xiàn)了一份綿薄之力。

由此可見，低空無人機(jī)遙感技術(shù)彌補(bǔ)了GPSRTK設(shè)備與全站儀的不足，不管是復(fù)墾前還是復(fù)墾后，均可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測地形資料，并實(shí)時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場勘測，確保礦區(qū)土地與最終獲得數(shù)據(jù)高度一致。需要注意的是，低空無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用，測繪拍攝范圍不得少于150 km2，且以測繪礦區(qū)為中心環(huán)繞飛行。確保各種影像資料保留不得少于7天。另外，測繪工作的技術(shù)優(yōu)勢還體現(xiàn)在像控點(diǎn)數(shù)據(jù)獲取過程中，因?yàn)樯婕暗臏y繪技術(shù)內(nèi)容需要運(yùn)用影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，彰顯了低空無人機(jī)遙感技術(shù)在礦山測繪中的重要性［4］。

2.4礦區(qū)災(zāi)害監(jiān)測的實(shí)踐應(yīng)用

地質(zhì)災(zāi)害在礦區(qū)屢見不鮮，包括塌陷、滑坡等。無人機(jī)在監(jiān)測過程中表現(xiàn)出優(yōu)越性。首先，利用搭載著高光譜相機(jī)的無人機(jī)深入災(zāi)害區(qū)域測繪，通過收集波段上每個(gè)區(qū)域反射特性，判斷是否存在地質(zhì)災(zāi)害，包括溫度、巖土成分變化等，以識(shí)別災(zāi)害嚴(yán)重程度。與此同時(shí)，借助無人機(jī)激光雷達(dá)設(shè)備測量礦區(qū)地形，構(gòu)建數(shù)字高程模型，從而生成災(zāi)害報(bào)告，對(duì)沉降情況、滑坡體積、地形變化進(jìn)行詳細(xì)說明，補(bǔ)充了光學(xué)影像的不足，如被植被覆蓋、陰影區(qū)域，使地形信息趨于完整。

具體而言，采集到激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)以及高光譜數(shù)據(jù)后，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理。首先，將航拍影像拼接完整，再通過點(diǎn)云處理軟件處理激光雷達(dá)數(shù)據(jù)，包括建模、分類、濾波等，由此推進(jìn)三維地形模型的形成。接著，解譯、分類高光譜數(shù)據(jù)，從中尋找地質(zhì)特征差異，這一步驟涉及高光譜分析軟件的應(yīng)用。反復(fù)分析這些處理好的數(shù)據(jù)，能夠明確災(zāi)害影響程度與范圍，進(jìn)而推算出塌陷的面積、深度，以及滑坡體積。同時(shí)，比對(duì)各個(gè)時(shí)段的地形數(shù)據(jù)，如災(zāi)前、災(zāi)后等，能夠洞察地表變化規(guī)律、災(zāi)害對(duì)環(huán)境的影響。在此背景下，基于災(zāi)害報(bào)告與評(píng)估結(jié)果，為應(yīng)急預(yù)案的制定提供更多可行性。例如，編制合理的救援方案，涉及資源分配、劃定危險(xiǎn)區(qū)域、規(guī)劃救援路徑等，同時(shí)提供防災(zāi)建議，包括排水措施、邊坡滑坡加固等，避免相同災(zāi)害再次發(fā)生。在此期間，定期巡航是無人機(jī)的主要任務(wù)，旨在實(shí)時(shí)采取最新數(shù)據(jù)，如環(huán)境數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)等，通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測地質(zhì)隱患與災(zāi)后恢復(fù)情況，可以及時(shí)調(diào)整防范措施、預(yù)警閾值，這種預(yù)防性手段推進(jìn)了災(zāi)害應(yīng)急長效機(jī)制的形成［5］。

3結(jié)論

無人機(jī)遙感技術(shù)在礦山測繪中的應(yīng)用展現(xiàn)了其顯著的技術(shù)優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。無論是在空中三角影像測量、DLG測量、礦山土地復(fù)墾，還是礦區(qū)災(zāi)害監(jiān)測方面，無人機(jī)遙感技術(shù)都發(fā)揮了其高效、準(zhǔn)確、靈活的優(yōu)勢，為礦山測繪提供了更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)和更精細(xì)的分析工具。未來，伴隨大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展，再結(jié)合低空無人機(jī)遙感技術(shù)，必將為礦山測繪及相關(guān)領(lǐng)域帶來更多創(chuàng)新和突破，進(jìn)一步促進(jìn)礦山資源的科學(xué)管理與可持續(xù)利用。

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作者簡介：崔熙玉，男，山東諸城人，測繪工程師，本科，從事測繪工程與管理工作。