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摘要：随着科学技术的发展，我国的无人机航测技术有了很大进展，并在矿山测绘领域的应用越来越广泛，并取得了显著的成效。本文以无人机航测技术为例，分析该技术在矿山测绘中的优势，并简要的论述了数据处理中的几个重要步骤，认为无人机航测技术在矿山测绘中具有明显的优势，对促进矿山建设有着积极的促进作用，具有测绘周期短、效率高、分辨率高、成图快的优势。
关键词：无人机航测技术；矿山测绘；应用研究
引言
自北斗系统投入使用以来，我国的动态定位技术得到了快速发展，促进了现代化航空测量技术的发展。无人机航空测量技术是GPS动态定位技术、无人机技术、图像融合技术的集成体，具有精度高、测绘效率高的优势，尤其是矿山测绘中，因独特的优势而具有广阔的应用前景。
1无人机航测技术概况
无人机航测技术是通过无人机飞行技术采集测绘区域的航拍影像，通过对航拍影像数据的处理流程而获得矿山大比例尺地形图以及其他成果图件的新型测绘技术。随着图像融合技术、航空摄影技术、无人机技术以及动态GPS技术的快速发展，逐渐实现了多角度影像匹配等技术，提高了无人机航测技术的精度。随着无人机航测技术广泛的应用于工程测量、矿山测量等各个领域，无人机航测技术的应用流程日益成熟，在大比例尺测量工作中具有明显的优势，主要包括：①明显的缩短了测绘周期，无人机航测技术是以无人机为平台，搭载照相机等仪器获得测绘区域的航拍影像，进而对航拍影像数据处理获得大比例尺地形图，显著的减少了测量人员外业数据采集周期，一般可在3天~5天完成，有效的缩短了测量周期，提高了社会经济效益；②具有高的航拍影像数据分辨率，随着动态GPS技术以及图像融合技术等的快速发展，显著的提高了航拍影像数据的分辨率，分辨率可达厘米级，在后期数据处理过程中能够获得精度更加稳定可靠的测绘数据；③航拍影像数据获取周期短，对矿山大比例地形图测量任务来说，测绘区域的面积不大，能够在3天~5天内完成相应的测量任务，与传统的测量方法相比，无人机航测技术能够在较短的时间内完成外业数据采集工作；④社会经济效益高，矿山建设是具有周期规划的，更早的获得矿山大比例尺地形图有助于矿山建设任务的推进，无人机航测技术能够在较短的时间内获得外业数据采集，与传统的测量方法相比，明显的降低了外业数据采集工作量，减少了测绘成本的投入，提高了社会经济效益。
2无人机航测在矿山测量中的应用研究
2.1工艺流程
应用无人机航测技术进行矿山测量，主要包括以下几方面内容：其一，通过无人机航空摄影，收集原始的矿山数据信息，并进行图像控制点测量、基本控制测量；其二，在空三加密的基础上，自动获取图像点的坐标，且借助区域网络进行相应调整，从而明确外部方向元素的空间位置、图像的加密点；其三，利用空三加密的结果，绘制数字线划图（DLG）、构建数字高程模型（DEM）和制作数字正射影像图（DOM），最终完成“3D”产品的制作。
2.2航线设计和地面控制测量
在执行飞行任务之前，需要对测绘区域进行踏勘，了解测绘面积、地形等，并根据踏勘结果将测绘区域划分成若干子区，设计航线图。将设计飞行高度、航向、航线、旁向和航向重叠度等内容标注在航线图中。地面控制测量是无人机航测技术的关键技术之一，是控制无人机飞行状况，决定航拍影像质量的关键环节之一，为了确保无人机在飞行过程中对测绘区域全面覆盖，需要对测绘区域进行控制点的布设工作。地面控制点布设一般按照区域网四角布设平面控制点，在布设过程中需结合航线间距、旁向和航向重叠度进行。
在不同飞行区块的结合部位需要布设地面控制点，可以有效的提高影像拼接质量。
2.3空三加密测量
在完成像控点布设的基础上，按照航测方案进行测绘区域航拍影像数据的采集工作，按照设计的航线方向、旁向重叠度和航向重叠度执行飞行任务。但是在执行影像数据采集工作过程中，由于矿山地形变化较大，植被遮挡等问题的普遍存在，导致测绘区域范围内的部分区域无法获得相应的影像数据，进而在影像数据中出现“留白”现象，降低了无人机航测技术的测量精度。为了有效的消除上述原因的出现，需要进行空三加密测量流程，该方法是以航拍影像数据中的方位元素进行准确预算为基础提出干扰因素的方法，可以有效的弥补因“留白”等问题而造成精度降低的缺陷。
2.4图像处理和DOM、DEM、DLG的生成
将无人机航测获得的影像信息导入ContextCapture软件，对影像进行自动匹配，使得数据能够有效拼接，最终完成三维立体模型的构建。为了确保影像配准的准确度，应对事先布置好的控制点进行影像坐标等数据的设置，并利用内业绘制软件设定边线、轮廓、坐标等数据，从而完成数据信息的匹配工作，进而生成DOM、DEM。采用EPS三维测图系统对测区进行立体数字测图，遵循“内业定位，外业定性”的原则。对测区植被属性、新增地物及内业测图判定不准、遗漏的地物进行了补测、补调，经检查合格后制作完成数字线划图。为该矿区的地质勘查及矿山建设提供了基础图件资料。
2.5内业数据处理
在完成外业航拍影像数据的基础上，需要对航拍影像进行内业数据处理。将空三加密处理后的数据信息开展平面坐标的计算工作，并将不同影像在数据处理平台中拼接，开展同名像点的转点以及处理流程，可以有效的消除因航空拍摄相机产生的影像畸变，提高测绘精度。将初步处理的数据导入至数据处理软件MapMatrix4.2中，进行内定向、去测平均高程等流程，开展矿山数据信息的采编流程。在完成上述操作之后，自动生成地质图等成果图件，对成果图件逐渐检查，检查质量是否满足生成需求、精度是否达到相应比例尺要求，若存在不合理，及时进行外业调绘工作直至将矿山地形图中的错误改正后，生成最终的成果图件。
结语
综上所述，无人机航测技术在不同领域的应用越来越广泛，在矿山大比例尺地形图测量中也具有广阔的应用前景，尤其是针对矿山地形地貌复杂的测绘区域，无人机航测技术更具有优势。本文以无人机航测技术为研究对象，在简要介绍无人机航测技术的基础上分析了该技术的应用优点，并针对该技术的几个关键技术进行了分析，为推动该技术在矿山大比例尺地形图测量中的应用奠定基础。
参考文献：
[1]赵新华，孙江涛，王玉静，刘超，曾端阳，袁浩洋，闫超德.基于无人机低空摄影测量技术进行矿山大比例尺地形测绘的可行性研究[J].地理信息世界，2019，26（03）：118-121.
[2]张宁宁，顾利红，董丹丹.无人机航测技术在矿山测绘中的应用分析[J].世界有色金属，2018（15）：229+231.
[3]徐勇.无人机航测在大比例尺地形图测绘中的应用探究[J].世界有色金属，2019（02）：243+245.
[4]何先宁.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探析[J].资源信息与工程，2019，34（01）：119-120.
[5]徐子扬.无人机航摄点云测图技术在夹岩水利枢纽建设中的应用与研究[J].水利规划与设计，2019（01）：146-148.