基于无人机测绘技术在矿山测绘中的应用

发表时间:2021/7/2   来源:《中国建设信息化》2021年第4期   作者:赵永未
[导读] 矿山建设离不开大比例尺矿山地形图的测量工作,矿山测绘伴随着矿产资源勘查、开采以及矿山恢复治理等整个过程中。
        赵永未
        山东黄金矿业莱州有限公司焦家金矿 山东 莱州  261400
        摘要:矿山建设离不开大比例尺矿山地形图的测量工作,矿山测绘伴随着矿产资源勘查、开采以及矿山恢复治理等整个过程中。因此,如何提高矿山测绘效率和提高矿山测绘质量成为限制矿山企业发展的一个环节之一。随着现代化矿山建设需求,传统的矿山测绘技术在测绘周期、精度等方面无法满足现代矿山测绘周期短、精度高的基本要求,因此矿山测绘中逐渐引入了更多的现代化测绘技术,如无人机测绘技术等,并取得了良好的应用效果。
        关键词:无人机;测绘技术;矿山测绘;应用
        前言:无人机测绘技术是目前非常重要的一种航测技术,其在一定程度上摆脱了高精度以及高难度测绘的束缚,推动了测绘技术的提升。对于矿山测绘来说,传统测绘技术是通过人力以及简陋的设备完成测绘工作,测绘难度较大,效率低下,采用无人机测绘技术则能够缓解测绘难度,提升测绘效率。
        1、无人机测绘优势
        无人机技术主要由高分比率的数码传感器、无人机平台、导航定位仪以及计算机技术等相关应用组成。其优势主要体现在以下几个方面:第一,数据的分辨率较高。无人机在航测的时候,会携带传感器,传感器分辨率交稿,能够得到厘米单位的影像资料,能够满足检测图不同比例的需求,比例能够按照研究的要求进行缩放,这个特征是传统测量技术难以匹敌的。第二,较快的数据更新速度。无人机主要在无人驾驶的模式下自动测量以及测绘数据,而且保持低空飞行,对于空间领域限制要求相对较小。只要天气情况良好,无人机获得注册许可之后,就能够开展测绘工作,这在一定程度上确保数据资料更新以及采集的及时性与实时性。第三,有利于数字矿山的建设。通过无人机技术所获取的数据信息精确度较高,因此有利于数字矿山的建设。在应用无人机技术的过程中可对矿山的地貌进行全面测绘,帮助相关人员获取数字、图片等多种类型的数据信息,同时还有助于开采人员了解矿山的地质构造与地形信息,进而在此基础上制定出合理可行的矿山开采方案,这样就能够使整个开采过程开展地更加有序,并且可有效提高开采效率。
        2、无人机测绘在矿山测绘中的应用要点
        2.1无人机技术在矿山环境治理检查中的测绘应用
        我们都知道,随着矿山的不断开采,会对矿山周围的环境都具有一些破坏性。想更加准确的进行检查,就需要将矿山恢复的情况进行测绘,只有这样才能更好的对矿山环境治理后的情况进行比较准确的了解。以往的检查方法都比较落后。因此,在实际工作中的操作难度比较大,同时它的检查工作也不是非常仔细和精确。用无人机上的传感器进行低空飞行,然后根据要求对治理后的目标区域进行测绘。根据这种方法可以获取到治理后矿山区域的各种信息,同时它还可以传回各种的遥感数据。工作人员就可以根据数据信息进行相应的分析和判断,而环境监测人员就可以将这些数据作为对环境治理检查的依据。
        2.2设计航线及地面控制
        无人机测绘在矿山测绘应用过程中,主要是以当前区域地图影像为基本参考值进行航测,首先需要设定航测基本坐标,航向以及飞行航线等,这样能够保障无人机在实际航测过程中能三度重叠。在测绘过程中,需要确定矿区中需要进行测绘的区域,可以选用横纵方向交叉布置方式,无人机可以需要根据提前设置的航线进行测绘,操作人员在无人机执行测绘任务过程中需要对无人机基本用电量进行关注,发现问题之后及时处理,确保航测工作的稳定开展。无人机航测任务进行过程中相关部门需要做好控制工作,根据相关规定对地面实际情况进行布设。对现场工作环境进行布置至关重要,相关部门需要结合需测绘矿山基本特点探求工作位置点,提升无人测绘精确性,扩大测绘覆盖范围。


        2.3内业数据处理
        相关技术工作人员在结束工作之后,要对影像数据进行处理,还要处理航拍影像的内部数据,利用计算机技术进行数据信息化处理,用平面坐标计算数据的空三加密,并把得到的不同数据重新组合起来,利用数据处理平台重新计算,设计处理无人机测量的操作流程,提高测绘的准确度,大大提高航拍相机的影像清晰度和辨识度,提升航测技术。另外,航测的相关工作人员要利用计算机软件处理数据,并将所得到的数据导入到计算机的数据处理软件中,要不断分析数据流程,为以后采集矿山数据打下坚实的基础,创造更好的数据处理流程。在完成上面的所有流程之后,系统会对成果图件依次进行检查,分析地质图是否自动合成,如果在操作过程中发现不合理的情况,要及时改进,利用调绘操作进行处理,否则检查质量无法达到操作需求,操作的比例也无法达到需要的精确度,只有严格规范操作流程,才能生成最精确的成果图件。
        2.4获取矿山测绘数字正射影像图
        在获取了相关的数据和影像之后,工作人员需要借助专业的软件进行拼图处理,生成矿山测绘的数字正射影像图。这个过程需要通过分析大量的方位元素,获得三位点,进一步分析航测图像,从而避免出现各种错误,提高测绘的精确度,保证测量数据分析的准确性。在获得了矿山测绘数字正射影像图之后,还需要做好对无人机测绘地质数据的预处理工作。主要包括水文地质图,地形地貌图,地质成果报告等,工作人员在获得了相关的数据后,能够借助软件分析处理数据,掌握矿山的地貌特征、地表形态、地下地质的构造、岩层分布等各种特征信息。借助这些数据信息可以进行可视化处理。
        2.5空中三角测量技术分析
        在利用无人机测绘技术过程中,空中三角测量是非常关键的一个环节。首先,在空三计算过程中,可使用到PixelGrid高分辨率遥感影像一体化测图系统,同时使用到PAT-B光束法平差软件。此外,还有必要注意以下技术要点,包括。(1)数据准备。原始数据,ipg格式,准备好相机像主点坐标、相机焦距以及像元大小等相机检校文件;同时,需准备好航拍POS数据和航线结合表。(2)校正畸变差。在无人机航拍过程中,所使用的相机是非测量相机,存在较大的畸变差,其相片有边缘畸变存在,有必要经畸变对相关程度进行纠正,即进行VzLowCor影像校正,以此得到无主点偏移及畸变的航拍影像。(3)测区高程文件的构建。通过畸变差校正影像的引入,同时根据相关参数,完成自动内定向,然后对航带初始偏移量加以明确。(4)在区域网平差解算过程中,需应用到PAT-B光束法平差软件,然后完成测区合并接边,并根据空三加密成果,将BirtuoZo测图工程文件输出,这一过程需保障立体模型能够有效恢复,然后对相关文件进行加密处理,并保存。
        2.6像控点布设
        为了满足无人机航测精度,要严格控制像控点,可以采用直径为60cm的圆形像控点,并用白石灰粉标记像控点。航线间隔控制在1km以内,每隔一个航线布置平高点。如果无特殊情况下,要在航向、旁向6片重叠范围设置像控点,保证像控点共用性。分区重叠部位也要布设像控点,提升像控点利用率。借助RTK设备对每个像控点布置精度进行检测,通过2次测量取均值后作为标准点,确保整体精度。
        2.7保持航测精度
        无人机测绘技术是当前非常重要的测绘方式,不单单具备了成像清晰以及精度较高的特征,同时也可以突破恶劣环境,满足矿山测绘的需求。矿山测绘中合理化的使用无人机测绘技术就显得尤为重要。需要提升人工无人机测绘技术的整体把握水平,通过线上以及线下教学的形式,充分引导工人有效掌握无人机测绘的操作方法,保证了航测的精度。
        结束语:于矿山的地势环境比较复杂,开采的难度很大,仅仅依靠以往的技术进行地势的测绘的效率和准确性都比较低。利用无人机技术就能提高整个测绘数据的准确性,相关人员可以根据这些数据进行矿山的分析。现代测绘技术在地质工作中是非常重要的,增强对现代测绘技术的发展能够提升地质工作的效率和质量。无人机的技术能够在矿山测绘的过程中使矿山测绘的信息更加准确,同时也能提升人员野外测绘时安全性。
        参考文献;
        [1]戴林太,曾芳.无人机航测技术在矿山测绘中的应用研究[J].建材与装饰,2018(43):234-235.
        [2]张智华.无人机航测技术在矿山测绘中的应用浅析[J].世界有色金属,2017(21):35-36.
        [3]薛阿亮.无人机航测技术的应用与实践[J].陕西煤炭,2015,(06):70-72.
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