浙江省杭州市余杭区中泰街道 浙江杭州 310000
摘要：近年来，我国的地质测绘工作有了很大进展，在地质测绘中，无人机航测的应用越来越广泛。在传统地质测绘工作中，对于野外实地数据的采集一般都是由工作人员借助全站仪、RTK等设备，依照测图范围手工进行，不仅需要投入大量的人力物力资源，也无法很好地应对一些复杂地形区域的测量要求。无人机航测系统可以借助无人机完成对于特殊地形区域地质情况的测量工作，具有灵活性、高效性和精准性的特征。实地检验结果表明，借助无人机航测系统绘制出的比例图更加完整，无论是点位的高程误差还是中误差，都能够满足测量规范的要求。
关键词：无人机航测系统；地质测绘；应用实践
引言
常见的地质灾害类型有山体滑坡、崩塌、泥石流等，均是地质环境异常变化和地质活动产生的灾害。这些灾害具有突发性，对人民的财产和生命都有着巨大的威胁。地质灾害发生后往往也会导致影响范围内的生态造成严重的损坏。灾后需要第一时间进行救援，因此指挥灾后救援工作的组织是否有序、及时直接关系着人民的存放。灾后对灾情的调查与摸底如果还是用传统的方法，不仅仅有局限性，而且效率低下，随时可能发生次生灾害。因此无人机成为了保障应急测绘的先锋。无人机具有能够克服次生灾害、不受交通条件影响等特点，而且能够快速采集灾区的数据和航片，并产出灾区的正射影像、数字高程模型和三维实景模型，能够为救援组织提供灾区的范围和实情。
1无人机技术概述
无人机主要由飞行系统、任务荷载系统与地面控制系统组成。无人机技术既可以靠近地面，也可以靠近天空，进而可以从多角度观测目标，能够方面快捷的获得连续的高分辨率的影像以及地质地貌、自然资源及空间环境等信息。与传统技术测绘相比，无人机拥有先进的传感器，能够捕捉到分辨率较高的图片和影响，测绘精度更高，进而可以解译出更完备的信息。同时无人机运行成本低，整套系统价格一般低于100万，有些甚至低于10万，与一些遥感系统相比更容易接受，而且无人机危险性小，操作方便、灵活，可以实时操控，实时获得信息。但无人机技术受干扰因素的影响也较大，比如受风力和气候的影响时，会使得无人机机身不稳定，进而会影响获得数据的准确程度。无人机技术被应用于多个领域，如：交通、环保、农业等，而针对矿山地质调研的现状，无人机在该领域的应用是十分必要的。
2无人机航测系统在地质测绘领域的实践
2.1控制点测量
以某森林公园区域的地质测绘工作为例，在借助无人机航测系统进行地质测绘的过程中，工作人员在充分考虑区域各种条件的情况下，选择先对像控点进行设置，然后对照像控点开展无人机航空摄影，为了保证测量的成果，选择1980西安坐标系中的相关控制点，这些控制点可以实现对于待测量区域的全面覆盖，为各项工作的顺利实施奠定坚实基础。在对像控点进行设置时，工作人员更加倾向于将其布置在航向重叠和旁向重叠区域，这样可以保证像控点的公用性，若确实无法满足公用性的要求，则需要借助分别布点来避免漏洞的出现。测量环节对于测量精度有着较高的要求，而结合测量的实际情况，无人机航测系统得到的数据在平面精度和高程精度方面都可以满足相应的需求，也可以促进测量作业效率的提高。对于地质测绘人员而言，需要提前在智能手机或手持式终端设备中安装相应的软件，然后导入像控点的位置信息，借助相应的卫星地图，工作人员能够实现像控点位置的精准和快速定位，然后结合实际测量线路来合理规划像控点的位置。从提高像控点测量精度的角度出发，工作人员从所有的像控点中随机选择18个像控点进行检测工作，得到像控点的平面中误差以及高程中误差分别为±0.025m和±0.035m，能够很好地满足相关标准和规范的要求。
依照无人机航迹线对像控点的分布进行设计时，设置的像控点的数量为80个，在地面上利用环保涂料，涂汇出100cm的十字形标志，以方便无人机辨识。
2.2应急拍摄作业
应急拍摄需要有针对性，在确保受灾地区数据精确的情况下，以灾害区域为中心影响范围的规划和计算，通常地质灾害会发生在山地或者丘陵等地质情况较差的地区，在这些地区，无人机的飞行高度和飞行线路可能会受到干扰，造成拍摄的照片范围较小，而且影像的边缘拍摄质量也较差，容易引起失真。因此设计这些地区无人机的航线时不能考虑在两条航线之间设置，而是要对重点灾害影响地区尤其是拍摄质量较差的地区进行加密。由于采用五镜头相机的重量较重，因此续航时间较短，需要多次起飞，而且五镜头相机的采集数据冗余也较大，实际需要作业人员采用“刷面”的方式进行数据收集。
2.3利用无人机技术监测矿山周围环境
在矿山开采过程中不免造成环境的破坏，如水体流失、水质污染、地面坍塌、泥石流等，通过对矿山地质环境进行调查，可以分析矿山开采过程对地质地貌及景观的破坏程度、矿山内环境污染程度、矿区地面塌陷程度、山体滑坡、泥石流等问题，同时也为矿山恢复治理、矿山复垦等过程奠定基础、实现矿山绿色可持续发展。传统的调查过程通常采用人工实地调查，这种方法需要劳动成本高、危险性强，同时认为调查的广泛性和精确性不能得到保障。在矿山周围进行大范围的地质环境调查的时候，需要布设大量的观测点，工作强度较大。这时无人机技术的应用对于矿山周围环境的监测起到很大的帮助，在需要监测的环境区域内进行控制测量，并规划无人机合理的航线，利用带有高分辨传感器的无人机作业就可以获取高分辨率的影像，应用软件建立三维模型，便可在模型上进行测量，可以获得相关的环境信息，包括山体表面积、体积，边坡高度、长度、方位，矿坑面积、填方量，以及滑坡、崩塌堆积体、断层，边坡结构面迹长、产状信息等，同时也可以制作研究区域的数字正射影像、数字表面模型和等高线地形图等图件可以获得更多的信息。工作人员根据信息可以快速的到环境的破坏程度，进而分析破坏原因，及时调成开采方案，同时也为之后的环境恢复提供信息基础。
2.4数据信息的采集与整理
在应用无人机航测技术时，需要对采集的信息进行科学的整理。首先，在无人机航拍作业完成之后，需要对原始图像进行整理，通过科学的信息比对，甄选出清晰度较高的原始影像资料，将信息提供给测量作业人员，使测量工作得到更好的开展。其次，测量作业人员根据测量的数据，应用PhotoScan软件对图像进行适当的处理，通过图像与控制点的拼接，按照1∶1000比例尺还原土地使用的概况，为测量工作的顺利开展提供强大的数据依据。
结语
综合来看，无人机技术成本较低，操作简便，所得图像分辨率高，位置定位准确，可以实现连续监测，无人机技术可以在矿山地质调查中发挥着重要的作用。应用无人机技术进行矿山地质调查，可以获得准确性高、质量高的数据和信息，为矿山开采工作的顺利进行做出巨大贡献，同时这些信息也有助于保护矿山的环境，监测矿山开采后周围环境的变化。进而可以使资源得到充分利用，减少环境的破坏，减少人员成本，降低危险性。
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