張亮

（福建旭東辰地質(zhì)勘察有限公司，福建 龍巖 364021）

0 引言

礦山綜合治理過程中，對礦山地形圖測繪質(zhì)量要求較高，為提高礦山地形圖測繪工作效率，將無人機航測技術應用其中，發(fā)揮了無人機航測技術的優(yōu)勢。因此，有必要就無人機航測技術在礦山地形圖測繪中的具體應用情況展開分析，進一步證實無人機航測技術在礦山地形圖測繪中應用的可行性和有效性。

1 無人機航測技術的基本原理及影響因素

在3S技術發(fā)展推動下，實現(xiàn)了高分辨航空影像數(shù)據(jù)生產(chǎn)目標，在圖像處理技術、定位技術等技術支持下，為無人機航測技術發(fā)展提供了技術保障。無人機航測技術主要以無人機為平臺，結(jié)合了實時動態(tài)定位技術、航空影像攝像技術等，在高空作業(yè)中，可實時采集數(shù)據(jù)信息，更加精準地生成影像數(shù)據(jù)，整個數(shù)據(jù)采集和生成過程中，以高分辨率的真彩色數(shù)字影像為基礎，在數(shù)據(jù)處理技術和軟件應用支持下，有效進行影像校正、空三加密處理。研究發(fā)現(xiàn)，航高與地面分辨率是正比關系，此種系統(tǒng)誤差消除難度大，可以考慮借助攝影測圖系統(tǒng)進行誤差修正。有研究人員通過實驗分析得出，航高每升高100 m，地面分辨率會增加2.5 cm左右，進而推算出，當航高為1 000 m時，地面分辨率為0.25 m。同時，有研究證實，地形的起伏狀態(tài)會引起投影誤差，誤差的產(chǎn)生與像點位移有關，地形起伏時，像點與垂直投影點會出現(xiàn)不同程度的直線位移情況，當中心攝影在垂直攝影狀態(tài)時，投影誤差與地形高差成正比，與航高成反比。針對此種情況，可以增加一定的航高，解決地形起伏引起的投影誤差問題[1]。

2 無人機航測技術優(yōu)勢

無人機航測技術提供了航測外業(yè)和航測內(nèi)業(yè)功能，在外業(yè)部分，支持像控點布設和測量、支持對航測區(qū)域的踏勘、滿足低空航攝及屬性調(diào)查要求；內(nèi)業(yè)包括對控制點數(shù)據(jù)的整理、數(shù)據(jù)初始化處理及正射影像處理、等高線生成等。在礦山地形圖測繪中無人機航測技術，優(yōu)越性顯著，測繪工作效率明顯提升、應用靈活；無人機本身體積小、操作便捷、攜帶方便，且在實際測繪場景應用中不受外部環(huán)境影響，有效規(guī)避氣候因素影響，滿足全天候信息采集需要[2]。另外，無人機航測技術測量精度高，能夠為礦山治理提供可靠的數(shù)據(jù)支撐；在數(shù)據(jù)收集、踏勘等方面減少人工勞動強度，可在短時間內(nèi)完成大面積測繪任務；并且無人機航測技術在實際應用中安全程度高、無需人員駕駛、支持遠程控制，優(yōu)勢性能明顯。

3 無人機航測技術在礦山地形圖測繪中的具體應用

3.1 確定礦山地形圖測繪數(shù)字結(jié)構(gòu)

在無人機航測技術支持下，清晰地將礦山地形圖測繪數(shù)字結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出來，實現(xiàn)對地形圖測繪成本的把控、降低了測繪工作風險、滿足礦山地形圖測繪工作需求，為礦山綜合治理提供數(shù)據(jù)支持，更加科學地開展礦山治理工作。

3.2 確定基本航線，滿足航測精準度要求

在礦產(chǎn)地形圖測繪中使用無人機航測技術，提高了測繪工作效率，改變了傳統(tǒng)測繪工作模式，提高了地形圖測繪工作效率，精準確定了基本航向，選擇適合的海拔范圍，以保證勘測數(shù)據(jù)的準確性。同時，在無人機航測技術支持下，為提高航測精準度提供了技術支撐，無人機航測成像清晰度高，為礦山地形圖測繪提供了新型測繪技術手段，并實現(xiàn)了在惡劣天氣下正常作業(yè)的目標。

3.3 航線數(shù)據(jù)獲取

3.3.1 項目概況

選取我國西部地區(qū)的一處亟需綜合治理的廢棄礦山，前期勘察發(fā)現(xiàn)，需測繪面積為4.5 km2，比例尺為1∶2 000；整體的地形地貌高低不一，植被破壞嚴重，地形圖測繪難度大，通過使用無人機航測技術，實現(xiàn)了礦山地形圖測繪工作目標。

3.3.2 測繪中無人機航測具體作業(yè)流程

測繪前，做好充分的準備，結(jié)合實際情況，明確無人機飛行任務和目標，根據(jù)廢棄礦山區(qū)域的攝影面積、地形地貌、氣候和生態(tài)環(huán)境破壞程度進行航空攝影，將實際需要測繪的區(qū)域分割為兩個子區(qū)塊，設計航飛高度為350 m，航向重疊度為75%。在像控點布設上，根據(jù)地面控制點的引導，精準獲取航空影像數(shù)據(jù)，在布設像控點過程中重點參照地形變化實況。在本次地形圖測繪項目中，將像控點布設密度設定為3個/km2，確保像控點的布設滿足測繪區(qū)域航測需要，實現(xiàn)航測范圍全覆蓋，在礦體分布區(qū)域加密像控點的布設[3]。完成像控點布設任務后，使用空中三角加密測量技術，規(guī)避影像“留白”現(xiàn)象。

無人機航測技術應用在本項目測繪中，存在被高大建筑物和植被遮擋的情況，造成部分區(qū)域內(nèi)無法提取到地物信息，通過使用空中三角加密處理技術，有效解決了上述問題，更好地提升了航測精度。經(jīng)過空中三角加密處理后的數(shù)據(jù)，需要再次進行校對和鑲嵌處理，本項目采用的是大疆M600PRO搭載大勢智慧雙魚4B云臺進行數(shù)據(jù)采集和收集，滿足數(shù)據(jù)檢查需求，可及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)，確保地形圖相關測量參數(shù)和數(shù)據(jù)準確無誤。完成上述操作后，進行手動操作，精確標記水系、民用建筑標高等。

對航測測量結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，將無人機航測技術應用在礦山地形圖測繪中，發(fā)揮了無人機航測技術的優(yōu)勢，平面航測誤差小、高程誤差小，各條航帶影像數(shù)據(jù)清晰度高，重疊度、航向等技術指標滿足設計要求，無漏洞現(xiàn)象，影片涵蓋了測繪區(qū)整個區(qū)域，為立體模型的搭建和連接，提供了便利條件。同時，在無人機航測過程中，加強對控制網(wǎng)的建設，進一步提高了無人機航測精度，在地形復雜區(qū)域適當增加控制點，保證了測量精度，證實了無人機航測技術應用的可行性和實用性，在本礦山項目地形圖測繪中展現(xiàn)了良好的應用效果。

4 結(jié)語

無人機航測技術經(jīng)濟效果顯著，測量精確度高，在礦山地形圖測繪中應用效果顯著，能夠發(fā)揮無人機航測技術優(yōu)勢，可降低相關測量標的誤差，應用前景廣闊。