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摘要:随着我国的科技的不断发展,越来越多的先进的科学技术不断地被我们用于社会的生产生活中,这些技术一方面促进了时代发展的脚步,另一方面对人们的生产方式和生活方式也带来了巨大的改变。而无人机航测作为一门技术应用于矿山测绘,在矿山测绘的有效性,精确性上都有着极大地进步。本文则将通过对无人机航测的概念理解,它的系统组成,它如何进行工作的方式,如何展开作业的流程,以及它在作業中的具体应用和需要注意的地方,以此来分析无人机航测在矿山测绘中的实际应用。
关键词:无人机航测;矿山测绘;应用
随着科技的发展和无人机航测的完善,该项技术的适用范围与过去相比明显扩大,其中,最具代表性的即为矿山测绘。作为矿山开发的前提,矿山测绘在精准度方面提出的要求极高,科学、合理的运用无人机航测完成矿山测绘工作,不仅能够降低测绘难度,还能够给予测绘精准度应有的保障。结合无人机航测特点展开分析不难看出,无论是便于操作,还是具有较高的智能化、自动化水平,亦或是其他优势,在提升数据资料准确性的方面,都具有十分突出的作用。除此之外,无人机航测的范围较人机航测更为广泛,以往被限制在固定领域或行业的情况不复存在。
1.无人机航测概述
无人机航测是无人机技术的一个应用途径,无人机技术从概念上来理解即是无人遥感技术。它是当下一种比较先进,新型的技术,通过结合众多先进的技术,如无人驾驶飞行器技术、遥感、通信、GPS和GIS等技术为一体的综合性科学技术,这种技术则是广泛运用于有关地理范围的测量与测绘。而无人机航测这项技术的第一次提出是在20世纪20年代,并在之后的实际运用中,不断完善,不断扩大该技术运用的地域范围和应用的途径。特别是随着无人机和数码技术的不断的优化和进步,该技术在获取空间数据中,尤其是不利于飞行,人工难以达到的区域的空间数据获取方面,无人机航测本身所具有的高分率摄像以及高效快捷准确的影像获取技术对于人类的测绘工作来说,是极大的进步与便利。
2.运用无人机航测进行矿山测绘的具体方法
2.1搜集数据资料
开采工作正式开始前,首先需要对开采所需数据资料进行搜集,具体包括周边环境、矿
山结构等。作为近几年新兴的科技手段,无人机航测在搜集数据资料方面,通常能够取得超出预期的效果,例如,对矿山地貌进行测绘,测绘所得数据资料往往十分详细并且准确,在此基础上对矿山进行开采,无论是作业质量还是效率都会得到明显的提升。
2.2 确定飞行方式
作为无人机航测的核心技术,运用三角测量法的前提是所测绘区域不仅地面控制点少,还存在数码影像较小的问题,通过对矿山影像所对应加密点坐标、外方位元素进行处理和计算的方式,保证所得出测量效果为最佳。在成果精度分析方面,工作人员应当以航测所得定向点中误差、最大误差为依据,将其进行连接,并参考计算所得评查结果,完成对所运用无人机的飞行高度进行计算的工作。符合矿山测绘特点及需求的无人机飞行方式,通常以低空飞行为主,与其它飞行方式相比,低空飞行的优势主要体现在以下几个方面:首先,即使矿山地形环境十分恶劣、复杂,低空飞行也能够保证无人机航测的有效性,测绘所得数据自然精准、科学;其次,低空飞行便于对矿山开采工作进行实时监控,通过将所拍摄开采现场向监管部门进行传输的方式,为资源提供实质性保护,避免盲目开采或其他问题的出现。
2.3 明确基本流程
运用无人机航测完成矿山测绘工作的具体流程如下:首先,划定无人机航测区域;其次,前往矿山进行现场勘测;接下来,完成航线的规划与设定工作;最后,汇总并对勘测所得数据资料加以处理。
需要注意的是,划定无人机航测区域不仅是开展航测工作的前提,更是保证后续测绘环节顺利进行的关键;规划、设定航线的作用是落实前期准备工作,避免测绘过程中,出现不必要的问题;汇总、处理数据则是检验测绘效果不可或缺的环节。只有做到层层递进,才能够保证无人机航测的优势在矿山测绘的过程中得到充分发挥。除此之外,了解该项技术的应用要点同样很有必要,作为在GIS/GPS技术和数据处理技术的基础上,延伸所得的一项新兴技术,无人机航测主要由以下几个部分组成:其一,无人机平台;其二,导航定位仪;其三,数据处理系统;其四,数码传感器。
3.无人机航测技术在矿山测绘中的应用实例
矿区位于某山体北段山间盆地,属中山山地。待测区域位于矿区的西北方向,长4 225m,宽3 677m,面积15.54km2,基本地势为南北低、中间高,最低海拔912m,最高海拔1 232m。
3.1 航线设计
本次航测的方向均为由东至西,共设计9条航线,旁向与航向重叠度分别大于35%与65%,分辨率18cm,航行高度1 068m。所有航線一共拍摄获取航片144张,每条航线各16张,采用GPS飞控管理系统,对曝光点进行实时控制。
3.2 地面控制
按照《1∶500 1∶1 000 1∶2 000地形图航空摄影测量外业规范》(GB/T 7931—2008)相关要求,对本次航测的野外像控点进行规范布设。像控点布设在无人机航向和旁向至少3片或4片重叠的范围内,共布设平高点39个,布设的像控点均为可公用。采用GPS-CORS网,其是通过现有的数据通信网络和无线数据播发网,向各类需要测量和导航的用户以国际通用格式提供码相位/载波相位差分修正信息,可实时解算出流动站的精确点位。平面坐标系统采用CGCS2000国家大地坐标系,高程基准采用1985国家高程基准。
3.3 空三加密
之后,应用INPHO软件实现空三加密。在整个测绘地域范围内,加密点的地面坐标以及影像的外方位元素,都可以借助地面控制点来实现,并且地面控制点数量需求并不多,操作也相对方便。
3.4 成果精度分析
在对平差结果进行分析的过程中,要严格遵守《低空数字航空摄影测量内业规范》(CH/Z 3003—2010)。在本案例中,无人机所搭载的只是普通的数码相机,其相对航摄高度为1 068m。在进行检校加密纠正后,立体像平面精度可以达到1∶2 000的标准要求,分辨率相对较高。不论是卫星还是传统的航测,都无法达到这样的效果。另外,在本次无人机航测中,所得到的数据绝对满足与相对定向及加密中的各项限差要求,虽然判别误差会影响平面精度,但对高程精度不会产生较大影响。此外,还可以得出,该系统在提升平面成图精度方面具有较大潜力,通过适当放宽地面分辨率,增大航高,无人机航测技术还可实施小比例尺的地形图测绘。
4.结束语
矿山测绘的精准程度直接决定着后期开采工作的顺利程度,可见测绘在矿产开采中的重要性。无人机航测的出现大大提升了矿山测绘的精度。本文通过对航测技术关键点的分析,再加上具体的测绘案例,将无人机航测进行详细的介绍。目前航测技术在很多行业都有应用,航测技术也在不断改进当中,在科技的推动下矿山测绘的精度会进一步提升。
参考文献:
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