马钢姑山矿地测科 安徽省马鞍山市 243181
摘要：随着我国经济的不断发展，第二第三产业经济不断向前推进，人们对生活水平及生活质量要求的不断提高，我国对矿产资源的需求也在不断增加。矿山测绘工作，直接影响到矿山的开采与挖掘，对施工效率、质量、安全等方面，都具有较大的影响。无人机航测在矿山测绘中的推广与应用，逐渐摒弃了以往旧的测绘方法。本文主要是分析了无人机航测在矿山测绘中的具体应用。
关键词：无人机航测；矿山测绘；应用
现阶段的发展中，我国的矿山数量还是比较多的，固有的矿山和一些新发现的矿山，能够满足国内对资源的需求。无人机航测遥感是继卫星遥感、大飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术，在应急测绘保障、国土资源监测、重大工程建设等方面得到广泛应用。具有适用地形广泛、影像实时传输、高危地区探测、成本低、快速高效、使用机动灵活等优势。
1 无人机航测
随着科技发展及技术进步的要求，无人机技术开始走入到人们的日常应用中，并在不断发展完善进程中扩大了其应用范围及职能范围。特别是在小区域和飞行困难地区，其具有的高分辨率摄像及快速获取技术协助完成了人工无法达到的测绘工作。这得力于无人机与数码技术的不断发展，使得其在空间数据获取方面具有广大的发展前景。
无人机航测受地域范围及大小的影响相对较小，也不易受到不利气候条件的影响，在操作过程中起降方便易行，对场地要求较小，能够协助检测出人工无法达到的区域。并且实际工作过程中工作效率要远远高于人工工作效率、也更能保证准确率，不用担心由于设备及外部条件造成操作人员的安全隐患，所以在未来的运用过程中具有较大的优势。
2 项目任务
无人机航测在矿山测绘中的应用要不断满足发展建设及安全生产的要求，由于矿山测绘的精确度会影响以后在矿山开采过程的施工安排，所以加强无人机航测管理力度，保证测绘数据准度是其改进及完善的主要方向。在测绘过程中的数码内容主要包括1：2000及1：5000数字线划图（DLG）采集、数字正摄影像图（DOM）、矿区地形地质图以及验证无人机航摄系统用于矿山地形数据采集的测量精度。对于矿山地区的摄影作业，通常采用Quickeye（快眼）Ⅱ型无人搭载的非量测型数码相机，在航测区布置大量的地面控制点以便获取全面准确的数据。
在制定项目任务的过程中要充分考虑航测矿山区域的地形及海拔，以保证制定适合的航测方案及选取正确的航测技术，以实现高效准确的数据收集。航测项目是矿山施工过程中信息获取、方案拟定的前提保障，是控制整个工程操作方向的关键因素。
3 航摄系统组成
本测区采用的航摄系统组成部分有无人机飞行平台、飞行控制系统和非量测型面和非测量型面阵CCD数码相机以及地面站、远程无线通信装置、地面数据处理系统等辅助设施。
飞行平台采用Quickeye（快眼）Ⅱ型无人。在飞行过程中采取飞空系统控制快门定点曝光，将对焦环固定在无穷远处锁定相机的内方位元素，并采用固定光圈以保证统一物镜畸变参数。摄影搭载CanonEOS5DmarkⅡ高分辨率数码单反相机，其像素为5616×3744pixel，像元大小为6.41um。
4 无人机航测具有的优势
无人机航测在实际应用过程中，相较于传统的人机航测，具有适用范围广、影像传输实效性高、节省时间及人工成本等特点，适用于中比例尺测图，具体优势表现在以下方面：
4.1 应急性能好
在完成任务的过程中，具有根据实际情况发挥应急性的特点，能够具体地应对突发事件，并且在起降过程中只需提供一块较完整的平地即可，大大节省空间资本。
4.2 作业周期短
由于无人机的飞行标准一般控制在1000米以下，所以在工作过程中可以不申请空域，直接飞行有助于减少作业周期。
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4.3 收集数据精准
由于无人机的工作条件及飞行高度，能够有效加强其工作效果，可以航测到超高分辨率的影像数据，使得数据最终结果可以1：1000甚至1：500的大比例尺。
4.4 操作方便
在外形方面，无人机相对于传统的航空摄影设备而言精巧了很多，方便操作，也方便携带。
4.5 节省资金
由于操作过程是遥控飞行，加之机身体积小，所以无论在费用方面还是在安全系数方面都具有一定的优势。
5 无人机航测的项目实施情况
5.1 航线设计
首先根据航测区地形、面积、地势高低、海拔、植被覆盖量、建筑物分布及数量、交通情况等，制定相应比例的航图，根据地形条件、地形规划等制定出矿山航测的路线，这其中包括航线数目、航线方向、航向重叠度、旁向重叠度、航高、分辨率等等，每项数据要在精确统计过后设计出合理的航线规划，并在操作过程中采用GPS飞控管理系统进行定点曝光，以保证航线检测获取数据准确。
5.2 地面控制
地面控制是由内业布点，外业人员野外刺点。矿山测绘区域的野外影像的控制点布设要按照《1：500，1：1000，1：2000地形图航空摄影测量外业规范》中要求的区域网点要求进行布设。在操作过程中要根据矿山区域的实际地形外貌来进行野外刺点，保证地面区域无死角。
5.3 加密结果精度及采集精度评定分析
5.3.1 空中三角测量。这个环节采用空中三角测量技术进行，主要为DATMatrix+ATMatrix+PATB，该技术主要是针对数码影像相对较小、地面控制点相对较少的条件来计算某个矿山区域中的所有影像的外方位元素和所有加密点的地面坐标，并将这些数据集成PATB光束法区域网平差软件，所以在这种应用情况下，粗差检测功能和平差计算功能都有其强大的作用。
5.3.2 成果精度分析。根据相应数据测算出定向点的中误差及最大误差，连接点的中误差及最大误差，参照《低空数字航空摄影测量内业规范（CH/Z3003-2010）》，再加上计算出的平差结果来综合分析出在矿山区测绘中无人机飞行器的航高，对立体影像结果的精度加以检验，将其结果比对要满足1：2000的地形图测图的标准要求。这说明无人机航测在矿山区的应用完全符合所要求的测量精度，并且结果表明无人机完全可以胜任比有人机获取更加清晰的影像数据，更加适合小区域大比例尺的地形测绘。
6 关于项目实施的建议
由于无人机目前尚处于研发阶段，所以在实际应用过程中难免产生基高比小、高程精度低的问题，在今后的航测过程中，为了保证精确度，应根据不同的矿山目标地形而采取相应的方案措施。针对需要增大立体相对像覆盖的矿山区域，就要采取宽相对飞行模式、选取短焦镜头以及增大相机CCD靶面等方式。在实际应用中要不断总结偏差来源并改进完善。通过对无人机航测的具体优势及应用分析，可以得出针对矿山航测，无人机发挥了一般有人机无法达到的作用，无论是成本计算、分辨率对比、获取数据途径及大比例尺的应用，都比普通航测更具实际应有意义。
7 结束语
综上所述，无人机航测在矿山测绘中发挥着越来越重要的作用，它不但节省了人力成本及资源成本，更加保证了数据收集的精确性及操作人员的安全性。鉴于矿山区域地形复杂，人们要想收集到有利于开采的资料，就要对其进行全面的航测及评估，制定出可行的方案，这样使得我国的矿山开采事业在无人机航测的帮助下，更加具体可行，所以在无人机航测领域继续研发创新并投入使用，是今后生产及科研方面不可缺少的数据收集途径，具有广阔的发展前景。
参考文献：
[1]王洛飞．无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景[J]．测绘与空间地理信息，2014，（2）．
[2]张建霞，王留召，蒋金豹．基于数字影像的低空摄影测量研究[J]．测绘通报，2006，（12）．
论文作者:郑月
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期供稿
论文发表时间:2016/1/11
标签：无人机论文; 矿山论文; 过程中论文; 数据论文; 地形论文; 测量论文; 区域论文; 《基层建设》2015年15期供稿论文;