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无人机遥感技术在现代矿山测量中的探究

发表时间：2020/6/17 来源：《基层建设》2020年第6期作者：张海斌

[导读] 摘要：近些年基于无人机低空遥感系统的4D产品生产、小范围地表监测、应急数据采集技术、大比例地形图快速生产技术等测绘相关技术不断成熟，为区域大比例尺基础地理数据快速获取及应用和应急处理时快速获取地表数据提供相应的技术服务。

        五矿矿业控股有限公司安徽合肥 230041
        摘要：近些年基于无人机低空遥感系统的4D产品生产、小范围地表监测、应急数据采集技术、大比例地形图快速生产技术等测绘相关技术不断成熟，为区域大比例尺基础地理数据快速获取及应用和应急处理时快速获取地表数据提供相应的技术服务。基于无人机低空遥感系统在矿山测量中也得到相应的应用，通过对无人机遥感测绘技术在矿山测量应用进行分析研究，可为测绘人员学习和参考。
        关键词：无人机遥感技术；现代矿山；测量；探究
        引言
        在科学技术的不断发展之下，各种新兴科学产品不断出现。无人机遥感技术在科学的不断更新之下产生，其有着自己独有的特点与优势。无人机遥感技术不但能够很快获得各种地质数据信息，同时还能够运用相关的软件对图像进行分析与处理。
        一、无人机遥感技术的特征与优势
        （一）监测效率高，范围广
        无人机遥感技术的特点在于监测效率极高，所以将此技术使用在紧急事件的处理中可以获得很好的效果。将无人机遥感技术运用到工程测绘中也能够有效保障测量效率。要让监测效果达到最佳状态，就需要让监测范围和尺度更大。通过对无人机遥感技术的使用，可以让测量范围伸缩性以及控制程度得到很好的加强。在无人机遥感技术的运用之下，监测目标地区的实际情况还可以用三维模型的方式反馈到器械中，以此让监测画面更加的直观。
        （二）信息处理快，适应能力强
        无人机遥感技术与其他系统之间可以进行有效的融合，所以无人机遥感技术具备极强的适应性，可以为整个工程测绘工程提供更加可靠的系统支持。无人机遥感技术存在的这些优势和特征让整个监测过程的成本更低，其数据处理费用很少。和航拍飞机系统相比，无人机造价低于普通航拍飞机的6倍左右。因为无人机驾驶员只需要在地面或计算机中对无人机进行操作，所以在一定程度上节省了人力资源。
        二、无人机遥感技术的不足
        一是飞行不够平稳。机体轻是无人机的一大优点，但同时由于无人机机体很轻，当飞行高度升高时，容易受高空风力的影响，从而导致无人机飞行不稳定，使影像不清晰。二是传感器控制不够完善。普通的无人机由于技术的限制和要求，尚不能打在精度较高的传感器，这使得监测工作无法获取精度较高的信息和图像，无法满足大比尺的测绘要求。三是对通讯系统的依赖性大。由于无人机是通过技术人员操作，利用传感器传递信号来实现和完成的，因此，无人机的控制程序对通讯系统的依赖程度很高。无人机对GPS和通讯系统的依赖使黑客很容易通过编码程序来干扰无人机的正常飞行，引发安全问题。
        三、无人机遥感测绘技术在工程测绘中的运用
        （一）测绘条件较差的环境
        传统工程测绘在进行航空测绘时需要选择地理条件较好的地区，使航空测绘可以发挥较高的应用价值[1]。在实际操作过程中，部分地区上空云层较厚，所处地势较高，容易影响航空测绘的准确度。无人机遥感测绘技术受地理条件限制较小，应用到测绘条件较差的环境中，一方面，可以提高工程测绘精准度；另一方面，可以提高工程测绘质量。例如，某工程测绘单位进行地区测绘时，考虑到当地云层较低，山体较高，选用无人机进行当地地貌测绘。在第一阶段测绘中，技术人员操作无人机处于合适的飞行高度，对地区全貌数据进行收集，由无人机遥感测绘系统对目标区域地貌进行三维建模，使测量组可以对目标地貌进行初步了解。在第二阶段测绘中，技术人员改变无人机飞行高度，利用高清摄像机对目标区域数据进行收集，增加测量结果的科学性。在测量过程中，面对突发事件，如测量前方出现较深沟壑、巨大山体等。技术人员可以借助灵活性操作进行躲避，提高了测绘工作安全性，加快了测绘工作进度。

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        （二）测绘信息收集
        无人机遥感测绘技术也可以运用到测绘信息收集当中。传统技术在进行地理信息采集时，因为数据收集较多，测绘工作强度较大，容易造成数据信息收集无序化，技术人员需要更多的时间进行数据整理，增加了数据整理的时间成本[2]。无人机遥感测绘技术在应用过程中，可以将测绘影像资料与具体飞行情况进行对应，将对应结果整理到系统数据库中，系统对数据进行加密，提高信息收集安全性。例如，某测绘单位在对目标区域进行测绘时，借助无人机系统构建数据收集库。无人在收集数据过程中，会将目前飞行区域与收集图像进行对应，两类数据构成数据单元，独立存储于数据收集库中，并对独立数据单元进行编号。技术人员如果需要获取某区间内的数据信息，只需要在检索栏中输入数据对应编号就可以获取各类信息。无人遥感监测系统在收集信息时，可以将一些无关数据进行剔除，如果在监测中出现异常数据，系统也可以根据运算将数据挑出，借此提高数据收集的准确度。在测绘信息收集中运用无人机遥感测绘技术，不仅可以对测绘数据进行定向操作，而且可以将采集数据进行有序排列，提高测绘数据收集准确性。
        （三）测绘信息处理
        无人机遥感测绘技术也可以运用到测绘信息处理当中。传统的工程测绘中，一般由测绘人员对数据进行处理，测绘人员在进行数据处理时，可以凭借测绘时对地形的观察找出异常数据，数据处理的实用性较强。随着工程测绘规模的扩大，数据采集量也在增加，只是依靠人力进行数据处理的工作效率较低。无人机遥感测绘技术的应用可以加快信息处理效率，进一步提高数据处理的实用性。例如，某工程测绘单位在对矿山地区进行测绘时，借助无人机遥感技术对矿山资源分布进行了仔细排查。在实际测量中，借助无人机灵活度高的特点，技术人员根据矿山地区的地貌特点调整无人机飞行高度，帮助测绘单位收集到更准确的数据。数据完成采集后，系统借助算法对采集数据进行分析，不仅可以提高数据分析结果精准度，而且可以提高数据分析效率。
        （四）影像资料获取利用
        无人机进行影像资料获取时，需要根据地区情况选择恰当的拍摄技术，进而弥补拍摄过程中的漏洞。在实际操作中，一般会选择调整无人机飞行姿态、调节过弯速度、曝光延迟补偿三种方式进行影像资料收集。调整无人机飞行姿态是对目标地区进行拍摄时，考虑到无人机飞行旋偏角较大，相幅较小的特点，借助调整无人机飞行状态这一方式来实现全方位拍摄；调节过弯速度是无人机低空飞行遇到障碍物时，可以利用较慢的过弯速度，将障碍物全貌以及视觉盲点信息进行采集，避免过弯速度过快，出现数据采集漏洞；曝光延迟补偿无人机在拍摄过程中，调节摄像机光圈，提高相机曝光度。该方法主要适用于较暗区域的拍摄，在对此类区域进行拍摄时，可以借助曝光增加影像拍摄清晰度，提高影像获取质量。在影像获取过程中，技术人员可以借助无人机拍摄未知区域，一方面，可以提高测绘安全性；另一方面，可以降低突发事故的发生概率。
        结语：
        综上所述，无人遥感测绘技术在测绘条件较差的环境、测绘信息收集、测绘信息处理、影像资料获取中发挥着重要作用。将无人机遥感测绘技术应用到工程测绘中，对提高测绘精准度、提升测绘结果科学性有着重要意义。
        参考文献：
        [1]李捷斌.无人机遥感技术在测绘工程测量中的实践探索[J].居舍,2018(01):168.
        [2]左美蓉,张教权.无人机遥感在矿区监测与土地复垦中的应用前景探讨[J].居舍,2018(11):189.
        [3]袁曼飞,谢忠俍.基于无人机遥感测绘技术在矿山测量中的应用研究[J].中国锰业,2018,36(05):11-13+20.
        [4]刘元李.浅析无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用[J].科技创新与应用,2017(01):292.
        [5]黄文前.工程测绘中无人机遥感测绘技术的运用初探[J].居舍,2019(10):175.