无人机空中测量在矿山地形测量中的应用

发表时间:2020/9/9   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:王健
[导读] 摘要:在我国国民经济的发展中,矿产资源一直占据着重要的地位,为了能进一步保证矿产资源开采的合理性、安全性,就必然要进行科学有效的矿山测绘工作。
        山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿  山东省莱州市  261442
        摘要:在我国国民经济的发展中,矿产资源一直占据着重要的地位,为了能进一步保证矿产资源开采的合理性、安全性,就必然要进行科学有效的矿山测绘工作。但由于传统测绘技术的制约,导致测绘工作的开展无法满足当前我国矿山实际的测绘需求。本文对无人机空中测量在矿山地形测量中的应用进行分析,以供参考。
        关键词:概述;无人机测量;应用
        引言
        在矿山地形图测量以及成图过程中,基本上都是通过传统测量法对数据进行获取,实践过程中,主要就是借助大飞机搭载航拍仪,对地面进行摄影,并开展相关的内业处理工作。但这只是针对于大的测量区域而言,对于一些小的区域,很难对大飞机进行应用,这主要是因为大飞机不仅成本高昂,且周期较长,因此直接限制了其应用。
        1无人机测量
        无人机测量技术是一种无人机遥感技术,该技术将飞行器技术、通信技术、遥感技术、全球定位系统与地理信息系统进行了有效的结合。在实际的应用过程中,无人机测量技术具备着较高的自动化、智能化与专业化特点,因此,其具备着较广的应用范围与广阔的发展空间。当前,无人机技术在我国国土自然资源测绘领域得到了广泛的应用,并取得了良好的社会和经济效益,使其在各个测绘工作中大展身手,得到了广泛的推广使用。无人机技术在测绘工作中的应用,主要体现在对地理信息数据进行及时的采集、更新,对于地质环境与地理空间位置的信息进行全面的收集,从而为我国国土空间规划工作提供了准确的数据支持。随着我国经济水平的提高,科学技术得到跨越式的发展,人们的生活质量也因此而有了很大的改善,而在此背景下,人们对生活环境也提出了更高的要求,很多城市的风貌都出现了变化,一些现代化建设也越来越高端化,而实现这些现象的前提就是详细的全面的地理测绘资料,因此,在当前时代,传统测绘技术已经无法满足与人们逐渐提升的精神需求与文化需求所匹配的基础建设需要,而无人机测量技术的出现正好弥补了这一问题。
        2无人机航空测量的工作原理
        无人机航空测量结合了无人机技术与航摄设备两种概念,无人机能够搭载航摄相机从高空中对矿山地形进行测量,通过工作人员的远程遥控实现对数据的采集、传输。航摄所采用的相机设备分辨率较高,常见用于航空摄像的相机有CCD数码相机、光学相机等,并以红外线扫描仪、激光扫描仪等设备进行辅助工作,对矿山地形进行全面的测量,多种设备相结合的航空测量能够取得更加精确的测量数据。在得到测量数据后,将数据通过专业的测绘软件进行分析,进而实现对矿山地形的测量。值得注意的是,无人机航空测量需要采用统一的比例尺进行统一的数据分析,1:1000、1:2000、1:5000是矿山测量较为常用的比例尺。
        3无人机空中测量优点
        3.1应用灵活
        无人机自身的重量较轻,因此就具有很高的灵活度,体积较小所以对于升降的场地也就没有太高的要求。另外,无人机的设备在安装和操作时也比较简单,所以才能够在当今社会中获得人们的青睐。在实际的测绘工作中,有些地点非常偏僻,地势复杂且气候多变,如果在这种环境中仍然应用大型飞机进行勘测,就很容易丢失一些细小信息,也会影响到测绘的效率;而无人机体型小,可以随时转换方向,就能够对这些地区进行更细致准确的勘测,保证最后测绘的质量。
        3.2降低了测绘盲区的出现概率
        垂直摄影技术受地形地貌以及垂直摄影影像,在测绘过程中往往出现较多测绘盲区,而无人机技术有效的改善了上述弊端
        3.3具有经济优势
        无人机技术能够在较短的时间内获取较大面积的影像资料,减少了的大量测绘人员外业工作量,缩短了测绘周期,降低了测绘成本,具有较高的经济意义。


        3.4更快的数据更新速度
        无人机技术的特点是在无人驾驶的条件下对地面数据进行自动的采集,由于其在测绘过程中需要进行低空飞行,因此,地理条件对其所产生的限制较小,只要天气条件适应,没有遇到雨雪、台风、冰雹等天气,无人机都可以进行有效的测量。而这一优势就在很大程度上提高了无人机测量技术对于数据采集与更新的及时性。
        4矿山地形图测量以及无人机在成图过程中的实际应用
        4.数据处理以及成像
        第一,解析空中三角测量,在具体工作中,相关工作人员可以借助全数字摄影测量工作站,之后再经过其他的一系列流程,具体如像控点测量、像点连接等流程,对DOM数据生成以及空中三角测量加密自动化完成。对于相机文件和控制点文件,也要进行检查,在确保其没有任何误差之后,再开始像控点测量。第二,外业调绘,在具体操作的过程中,主要对全野外调绘法进行应用,之后借助航空影像,对DEM数据进行生成。第三,地形图数据的采集与处理,也要借助全数字摄影测量工作站,对数据进行收集,所选用的模型对象:自动恢复模型,以实现立体化、全方位图形测量,从根本上杜绝二次误差问题,为测图的精准性提供保障。在采集工作正式开始之前,通常还要开展空三精度检查工作,之后通过像控点进行检测,在保证其达到一定的精度要求后,再依次开展后续的作业。第四,生成DOM和DEM,在此过程中,主要就是通过相关软件对DEM进行制作,同时确保其制作精度能够与处理和编辑后的地形图数据保持一致,在完成上述所有操作之后,还要再次借助专用软件,对正摄影影像进行制作,在这一流程中,需要妥善做好技术把控工作,以免出现误差的问题。
        4.2矿区环境的保护
        在矿山进行开采的过程中,往往会对矿区内的环境产生一定的损害,因此,在进行矿山开采时需要加强对环境的保护。但由于矿山所处的地理环境都相对复杂,因此想要进行环境保护工作具有较高的难度。而使用无人机技术就可以在很大程度上解决这个问题,无人机通过低空飞行来对数据进行采集,此过程较为迅速,耗费的时间较短,可以利用无人机搭载雷达与多光谱等多种传感设备对矿区内的遥感数据进行采集,进而在最短时间内对其进行相应的定量分析,从而为矿区环境保护工作提供全面的数据资料。
        4.3无人机像控点布设在地形测绘工程中的应用
        在利用无人机技术开展地形测绘工程过程中,首先必须要科学合理布设像控点,这项工作主要包括两个环节,主要涉及布设区域网点不设像片控制点,布设区域网点过程中,航空拍摄路线的必须要根据平高点,利用四条基准线进行划分,同时将两条航线划分于旁向航线跨度位置,并将六条航线划分于地形崎岖部位,不规则的地形区域,对相应航线进行补充设置。通过GPS控制节点来进行像片控制点测量,设置为D级与E级级别,测绘检测点与起算点。具体施测过程中,利用PTK控制系统再加上接收设备与控制手薄,对控制点进行测量,保证测量工作正常进行,使其测量优势得到全面发挥。而且,基于CORS网络统一前提下对PTK流动站科学地设置,保持无人机和控制终端有着高质量的数据传输,同时通过流动站合理的测量手薄运行参数,高程收敛设置与投影参数设置过程中,依照区域地理坐标来进行,保证通信数据的可靠性,具体施测过程中,应当对无人机数码摄像进行初始化,并进行三次观测频率设置,于检测点开展检测工作。
        结束语
        总之,将无人机绘技术应用在工程测绘之中能够更好地提高测绘的效率和质量,无人机的应用简单灵活,也更容易让人接受,如果在以后的工程测量中广泛使用无人机就可以更好地推动我国工程测绘行业的健康发展。
        参考文献
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        [5]曹帅帅.无人机倾斜摄影测量三维建模的应用试验研究[D].昆明理工大学,2017.
        作者简介
        王健(1988.01),性别:男,籍贯:山东莱州,学历:专科,职称:助理工程师,研究方向:矿山测量。
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