无人机技术在矿山测量中的应用研究(1).pdf

当代化工研究 Modem Chemical Research42 技术应用与研究 2020 14 无人机技术在矿 山测 量中 的应用 研究 *冯亮 （山西世德孙家沟煤矿有限公司山西045000） 摘要矿山测绘对矿山后期科学性、合理性和安全性的利用起着决定性作用，它是矿山开发的基础，所以，矿山测绘工作对矿山测量有 十分重要的意义。但就我国目前的发展现状来看，传统测绘已经无法满足现今矿山测绘的需要，存在很大误差，也不具备高效率。而无人 机的出现很好的解决问题，测量范围和领域非常广泛，操作简便灵活。本文介绍了无人机的航测技术和工作流程，研究探讨了无人机航测 技术在矿山测绘中的应用研究，为今后在无人机航测工作方面和相关方面提供一些参考经验，为后期工作能够奠定基础。 关键词无人机；矿山测量；应用研究 中图分类号T 文献标识码A Application of UAV Technology in Mine Survey Fe n g Lia n g Sh a n xi Sh id e Sun jia g o u Co a l Min e Co ., Lt d ., Sh a n xi, 045000 Abstract Mine surveying and mapping plays a decisive role in the use of science, rationality and safety in the later period of mine. It is the basis of mine development Therefore, mine surveying and mapping work is of great significance to mine surveying. However, in terms of the current situation of Chinas development, the traditional surveying and mapping has been unable to meet the needs of todays mine surveying and mapping with large errors and low efficiency. The emergence of UAV is a good solution to the problem, the measurement range and field are very wide, and the operation is simple and flexible. This paper introduces the aerial survey technology and work flow of UAV, studies and discusses the application research of UAV aerial survey technology in mine surveying and mapping, provides some reference experience for the fiiture aerial survey work of UAV and related aspects, and lays a foundation for the later yvork. Key words UAV； ； mine surveyapplication research 就现如今我国社会的发展情况来看，宣传、推广、使用 无人机越来越广泛，在生活中各个方面都应用上，如摄影、快 递等领域，都有效应用了无人机，极大方便人们的工作生活， 在当前的矿山测绘工作中也应该应用无人机航测，加强无人机 应用，充分发挥无人机价值，快速高效的进行矿山测绘。 1.无人机技术 为了获取矿山测绘的相关信息，需要实地勘察和测量 矿山的地理位置、地形情况、地理资源和资源利用情况等， 合理规划矿山资源，不断了解和分析矿山资源的基本信息与 资源利用情况，而我国现在对矿山测绘技术要求、测绘技术 效率和测量精度比较高，传统的测绘技术无法达到这些高标 准，所以随着科学网络技术的发展推进，渐渐开始应用无人 机航测进行矿山测量，在无人飞行器（图1）的基础上利用 一些高科技技术，诸如无人机操控、摄影处理、通信技术、 定位系统等，来快速及时的获取矿山资源、自然灾害等，提 高测量获取矿山信息的效率，使其更专业化和智能化。 2.无人机航测技术的应用方法 ⑴ 设置像控点与校对相 机 无人机测绘技术在实际的矿山测绘中占有非常关键和重 要的地位，在进行拍摄时，要找到无人机拍摄的合适准确位 置，这一点是至关重要的，为了使获得的图像清晰和数据理 想，就需要设置像控点，科学合理的进行测绘工作，只有这 样才能得到理想的测绘效果，大幅度提高测绘质量，不浪费 时间和资源。所以，我们要确保照相机在正常的工作状态进 行工作，在卫星定位系统进行高精准度的定位之后再对拍照 点位置确认，然后对拍摄的所有相机调整和校对，一切工作 完成就绪后就可以进行实地的无人机摄影测绘了。 ⑵无人机航拍图像 我们在开始进行实地无人机矿山测绘过程当中时，要完 成布设像控点和校正相机的工作，必须严格做好相关工作， 科学认真的管理工作环节，把最核心和最实际的工作环节掌 控起来。针对在实际测绘工作中具体来说，要严格控制无人 机飞行，根据定位技术、遥控技术和自动化技术严格控制， 在拍摄位置进行反复多次的无人机航拍，根据拍摄的多个清 晰成像对相机参数进行调整，一直拍到最清晰的图像。 ⑶制作正射影像图 图2正射影像图 为了获得真正的无人机拍摄视频，就需要我们制作正射 影像图，合理分析可能出现的所有错误，收集完成与拍摄和 航测相关的各种数据，认真完成各项操作，达到理想效果。 当代化工研究 Modem Chemical Remearch432020 ・ 14 技术应用与研究 在今后的实际航拍工作中，利用无人机完成拍摄以后制作正 射影像图图2,结合大量的方位元素，采用计算机应用 软件进一步获得三维点，然后分析航测图像。为了准确制作 图像避免出现不必要的错误，我们在制作过程中一定要严格 要求自己，小心、谨慎、准确无误的完成图像制作。 ⑷制作可视模型 为了获取清晰的地形三维图像图3,需要我们认真 绘制正射影像图，可视化处理地形三维图像，结合当地的地 理环境和人文地理，然后根据影像数据还原矿山的真实情 况，使无人机拍摄到的地理形态直观的展示出来，对地表全 貌和地形地势特征观察的更清晰更明了。 图3三维地形图 ⑸计尊空三加密 在完成无人机的航拍测量之后，分析相片外方位因素， 对相片的各个数据进行校正，处理好测量点的各种数据，使测 量数据和计算结果更准确，避免出现不必要的误差影响计算结 果，达不到航拍测量的要求。对于上述问题，我们工作人员可 以通过计算空三加密完全解决全部问题，空三加密结合计算机 处理技术，排除一切不相关的干扰因素，可以获得趋于最真实 的情况，在以后对地势条件复杂的区域进行无人机拍摄时精度 会更高。在无人机拍摄时，为了更准确的获得无人机的测量数 据，需要我们参考各地区像控点，了解高度和宽度等各种基础 数据，运用最先进最专业的的计算测量方法进行测量，在测量 过程中尽可能的减小误差，否则还需要重新测量。 3.无人机技术在矿山测绘中的应用 ⑴ 航线设计和地面控制测量 无人机工作人员在接到任务时，要熟悉地形地势、地理 位置以及测量面积等，在无人机起飞之前，还要勘察测绘地区 周边的一些相关区域，然后开始执行无人机飞行任务，根据飞 行勘察到的结果，可以把测量到的地理区域合理的分成很多较 小的区域，这样的较小区域我们称之为子区域，所以进行无人 机航拍时，设计航线图对测量任务十分重要。航线图的设计 涵盖很多方面，飞行高度、飞行方向等必须在航线图中体现出 来。无人机的航测技术有很多重要性指标，其中地面控制测量 是最为关键的，它决定着航拍影像的清晰度和质量，是无人 机进行地面控制测量的重要一步，它可以控制无人机的飞行轨 迹和飞行状况，在飞行过程中合理有效的对测绘区域布置控制 点，避免发生一些突发状况，这样才可以全方位多角度的对测 绘区域进行准确测量，达到理想效果。 ⑵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。 ⑶具体分析成果精度 在实际操作过程中，工作人员要仔细分析具体成果精 度，要把得到的数据进行探究，分析用人机航测和无人机航 测的数据，比较两者之间在采集影像信息方面的区别，研究 两者不同的飞行高度。还有很重要的一点是，在研究无人机 的飞行高度过程中，从多个方面进行数据采集，善于运用一 切计算方法，多角度多方面的进行数据计算，进而获取无人 机在工作过程中的具体飞行高度。工作人员通过对获得的数 据进行分析比对，对无人机的航测结果再次研究，充分提高 结果的准确性。近年来，我国的科学技术飞速发展，在矿山 开采方面也逐渐应用无人机航测，并且应用范围越来越广 泛，技术也在不断的发展和升级，在矿山测绘中无人机航测 明显发挥了它的优势，并且不受周围任何地理环境因素的影 响，能准确无误的采集数据，精确度很高，传统人工测量不 具备这些优势，不能达到理想的效果。 4.总结 综上所述，在矿山测绘中，和其他技术相比，无人机 航测技术发挥了十分重要的作用，清晰度高、出图速度快等 优点较多，极大的发展和推进我国的矿山建设，但是无人机 航测还有很多弊端，容易受天气、地形和信号等因素干扰。 还有数据操作复杂，人们需要对这方面知识进行系统的分析 研究，大大提高无人机航测的操作效率。矿山测量这项工作 十分重要，我们要学习最科学最先进的无人机测量方法，利 用航拍技术快速高效的测量矿山工作，提高综合应用能力， 保证矿山测量工作的顺利进行。因此，在进行矿区测量工作 时，需要规划好测量技术路线，熟悉掌握具体的矿山测量工 作流程，学会准确处理测量数据，会精确的用大比例尺进行 测量计算，客观的分析计算结果，为后期测量工作质量奠定 基础，提升快速测量各种的能力，提高测量工作的高效性， 进而科学的进行测量。 【参考文献】 [1] 毛建华.低空轻型无人机航测技术在矿山地形测绘中的应 用探究[J].世界有色金属,2018 21 16-1 [2] 郭伟,徐大展，黄国栋,等.无人机航测技术及其在土地整治 项目中的应用探究[J].科学技术创新, 2017 25 119-120. 【作者简介】 冯亮 1975-,男，山西世德孙家沟煤矿有限公司；研究方 向测量.