探究无人机航测在露天矿山测绘中的应用

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:曹文明
[导读] 摘要:无人机航空测量基本上比传统测量只能获得几个特征点,不能反映详细的地形,如果测量面积大,投入现有测量的人力大,结果输出时间长。
        山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿  山东省莱州市  261400
        摘要:无人机航空测量基本上比传统测量只能获得几个特征点,不能反映详细的地形,如果测量面积大,投入现有测量的人力大,结果输出时间长。无人机空中测量是指人力很少,部分人力无法到达的区域,飞行时间短,分辨率高,点云文件生成,生成的彩色点云数据与CAD软件无缝连接,结果。Las点云数据文件与纬线软件无缝连接,使您能够更有效、更直观和更快地测量露天矿。鉴于此,本文对无人机航测在露天矿山测绘中的应用进行分析,以供参考。
        关键词:无人机航测;露天矿山;测绘
        引言
        原有测绘技术已然无法满足日渐发展的矿山测绘工作需求,应将无人机航拍技术充分应用在露天矿山测绘活动中,借助无人机航拍技术经济适用性高、测量数据精准等的优势,对露天矿山测绘流程与内容进行不断完善,使得矿山测绘中的数据采集、资源保护与环境监测等环节更加规范,推动我国矿山测绘事业有序发展。
        1无人机航测技术
        传统的航拍测量由于飞行成本高和飞行条件苛刻,无法有效地应用于露天矿山测量。无人机航空测量是对传统航拍测量手段的强大补充,这些手段具有可操作性、高效、快速、精确、低运营成本、广泛的覆盖范围和较短的生产周期等特点,能够快速获得子面域和难以飞行区域的高分辨率图像,因此具有显着的优势。最近几年,随着技术的发展,无人机电池容量增加,电池重量减少,数码相机的小型化不断稳步实现,无人机的私营市场变得更加普遍。尤其是随着垂直固定翼无人机技术成熟度的提高,过去飞行条件相对较差的露天矿更容易运行,实时差分技术和后置技术也越来越准确地进行无人机空中测量。
        2无人机航测的优势
        露天矿山测绘工作主要就是对矿山地域的地形、位置与各类资源的实际应用情况进行实际勘测,获取充足的信息,更好实现我国矿山资源的优化配置,切实提升矿山资源利用率。将无人机航测应用在露天矿山测绘工作中,不仅可缩短测绘影像传输过程中的消耗时间,更可节省露天矿山测绘所需的人力与物力资源。具体来说,无人机航测技术的应用优势主要体现在以下几个方面:第一,无人机航测的应急能力强。在利用无人机航测手段期间,可以依据航拍过程中遇到的各类情况进行应急处理,保障无人机航测工作的稳定开展。同时,无人机在起飞与降落过程中对场地面积要求不高,更好节约了露天矿山测绘所需的经济成本;第二,测绘效率高。在将无人机航测技术应用在露天矿山测绘工作期间,因飞行高度符合相关部门的控制标准,因此无需在测绘期间向相关部门申请飞行许可,从根本上提升了矿山测绘效率;第三,数据精准性高。无人机航测在露天测绘活动中高效利用,可切实提升测量数据的精准性,获得分辨率极高的影像数据资料,将此些资料转换为不同比例尺的图像,为露天矿山测绘工作提供更加全面的数据服务。第四,操作便捷。与传统露天矿山测绘手段相比,无人机航测操作更加简便,在无人机航测活动开展期间,无需操作人员实时监控,运输摄影设备的空余空间更大,使露天矿山测绘水平得到了稳步提升。
        3无人机航测在露天矿山测绘中的具体应用
        3.1在矿山环境治理中的应用
        无人机航测在露天矿山环境的治理与监测工作中也发挥出了巨大的作用。在露天矿山环境监测工作中,相关工作人员可充分发挥出无人机航测的技术优势,借助无人机航测内部负载的大量传感器设备,依据矿山环境保护需求,对矿山环境内的真彩色以及多光谱数据进行充分采集与分析。通过对露天矿山环境数据的深入研究,可更多了解地区矿山环境现状,及时发现当前矿山环境存在问题,制定出更加专业有效的露天矿山环境治理机制,充分发挥出矿山环境治理工作在促进当地可持续发展中发挥出的重要作用。
        3.2无人机航测在数字露天矿山测绘中的应用
        现阶段我国露天矿山测绘工作主要以数字矿山建设为主,借助更加先进的测绘手段,对露天矿山的资源分布与开采情况的数据进行细致研讨,从而构建起数字露天矿山模型,为后期矿山资源开采与安全保障等工作的开展提供重要依据。在将无人机航测应用在数字露天矿山测绘工作中时,需相关工作人员从以下两方面入手:第一,结合无人机航测摄像布控点,对数据进行精准性的采集。

在无人机航测摄像控制点布置过程中,应严格依照相关规定进行设置,不断校验布控点位置,确保对像空点范围内的各类占据精准度及全面性符合相关标准;第二,对无人机航测数据进行影像编辑、建模与调绘,确保无人机航测技术能够在提升露天矿山测绘质量与测绘水平期间充分发挥出应有的作用。无人机航期间可以及时记录下相关影像信息,将此些信息导入到内业立体测绘软件内部,确保影像之间的自动匹配。借助航测数据之间的高校拼接,构建起更加精准的露天矿山立体模型,切实提升影像配置的精准性。
        3.3露天矿山周边地质灾害调查
        矿山建设和生产强力改造和破坏地质环境,可引起或引起地质灾害。这两个方面将给矿山的建设和运营等带来巨大危险。传统矿山地质灾害调查的主要操作方法是人工现场调查和航拍照片和卫星照片解释,前者普遍存在周期长,成本高,效率低,难以覆盖所有区域;后者采购周期长,时间差异低,分辨率低,受天气条件影响较大,期间紧张,难以满足及时性项目。无人机空中检测技术可用于生成正射影像,使用正射影像可以生动、直观、及时、准确地调查矿山周围的地质灾害,及时发现新的安全风险,利用无人机进行发现地质灾害的倾斜拍摄技术,以及使用三维表面模型设计三维可视化逃生路径。
        3.4矿山安全监管
        轻型无人机空中测量技术具有高测量效率、高准确度和性价比的优点,无需接近危险区域即可获得高陡坡周围和排土场全域的地形地貌信息,可远程分析高陡边坡和排土场的部分裂缝和滑坡情况,所有测量数据的可见性都非常高,从而为科学合理的研究对策和计划奠定了基础。还可以以高效准确的方式反馈排土场的技术参数,以执行排土场管理和安全监视,可获得采场与多个排土场的空间位置关系、排土场的堆积形态、堆积范围变化等数据。与此同时,通过排土场的定期间歇航行测试,可以比较两次以上航行的结果,分析排土场堆积体的形态变化和发展趋势,监控和警告排土场滑倒等安全风险。
        3.5露天矿山地形图绘制
        传统矿山地形图测量采用的全野外数字测图方法,具有投入人员多、效率低等基本缺点。另外,这种方法受地形条件的限制,在山区和高山地区测量的范围困难,大部分地区人力无法到达,范围应用后达到的准确度水平也低。相反,被忽视的地形会对后续计划、建设等造成安全风险和工作量统计不足。无人机航测技术的测量结果精度完全符合1:2000地形图航测摄影测量内部规格。无人机轻便灵活的功能可在项目收到后快速部署。测量范围可以在航线设计中迅速调整,有效覆盖矿山周范围。内业处理可根据不同需求进行不同范围的处理,并提供正射影像图、数字高程图、数字格栅图等多类型测绘产品。
        结束语
        总之,露天矿地形复杂多变,现有勘测困难、效率低、成本高,因此迫切需要更加高效和快速的勘测手段来应用于露天矿资源开发的整个生命周期。新型轻型无人机航空测量技术的突破口使正常化能够自主进行无人机测绘现场和内业工作。但该技术在露天矿开采领域有很多成功的应用实例,但仍未普及,系统不全面,不深入,没有充分发挥新手段和新技术的优点;为提高露天矿资源开发利用的技术管理水平而获得的测绘结果未能全期应用。
        参考文献:
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        [5]王鸿鸽.无人机航测在矿山测绘中的实际应用[J].技术与市场,2014,21(09):55+57.
        作者简介:
        曹文明(1986),男,山东潍坊,硕士,中级职称,研究方向:矿山测量。
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