试论矿山测绘中无人机航测的应用

韩 健，任俊儒

（华北地质勘查局五一四地质大队，河北 承德 067000）

在20世纪20年代的时候，无人机航测技术就已经出现了。无人机航测技术是一种先进科学的技术，但是当时存在着许多的限制条件，无人机航测技术就没有被充分的应用到实际生活中。随着科学技术的快速进步，无人机航测技术在许许多多的方面都有了大幅度的改善，变得更加有优势。无人机航测技术本身也有诸多的应用优势，比如说作业周期较短，操作起来十分的方便，还可以节约大量的成本等等。因此，无人机技术被广泛的应用到我们的实际生活中[1]。其中，应用最广泛的几个方面就是我国应急测绘保障、矿山测绘、我国一些国土资源的检测以及一些工程的建设范围等等。

1 无人机航摄系统

1.1 无人机航摄系统的定义

无人机航摄系统，顾名思义，就是通过无人机在一定的高度进行飞行，从而获得一定的数据信息。具体来说，就是利用它本身具有的高分辨相机系统对遥感影像进行大幅度的获取，在通过运用控制系统，不仅可以拍摄一些影像，并且还可以对影像进行分析，从而获取到一定的数据信息[2,3]。无人机在运行的过程中，除了可以获取一定的遥感影像，无人机还具有监控功能、对数据进行传输的功能等等。因此，无人机航摄系统是一种高智能化的系统，它的作业能力也非常强。

1.2 无人机航摄系统的组成

无人机航摄系统主要是由六个方面组成的。这六个方面分别是无人机飞行平台、传感器、飞控系统、地面监控系统和遥控器、地面运输与保障系统以及配套软件。无人机飞行平台，就是一种DB二型的无人机。无人机主要是由三部分构成，第一部分是机体部分，第二部分是无人机的操控体系，第三部分是无人机的动力系统。在传感器中，主要是需要配备性能较好的数码相机，便于无人机获取遥感影像。在无人机的飞控系统中，主要是采用了自动驾驶仪。地面监控系统和遥控器，主要是包括对无人机进行控制的飞控软件以及接收信号的电台和天线等等。通过电台和天线，可以对无人机进行一定的通讯。遥控器的存在，使相关的技术人员能够对无人机的飞行进行远程的操控。地面运输和保障系统的存在，主要是对无人机的设备进行运输，对无人机的运行进行安全保障。配套软件，主要是包括一些无人机对影像的处理软件。

2 无人机航测技术的优势

（1）应急性能好。在对矿山进行测绘的过程中，经常会出现一些突发的情况，这主要是因为矿山测绘工作十分的繁杂，矿山测绘工程一般也十分的浩大，这就导致在矿山测绘时，经常会出现一些突发的事件。因此，如何进行应急工作就成了首要面临的问题[4]。在之前工程测绘的过程中，通常都会采用传统的人机航测，但是传统人机航测在应用的过程中，由于受到诸多方面的限制，从而会造成一定的经济损失。但是无人机航测技术的应急性能比较好，在遇到意外情况时，只要有一个比较平整的降落地面，无人机就可进行应对，可以大幅度的减少经济方面的损失。

（2）作业周期短，节约成本。无人机航测技术在应用的过程当中，作业周期比较短。这主要是和无人机的飞行高度有关，在实际的矿山测绘中，对无人机的飞行高度控制比较严格，一般都在一千米以下。因此，在矿山测绘中应用无人机不需要申请空域，这就会大幅度的缩短作业周期，从而提高工作效率，这也就大幅度降低了矿山工程的资金投入。另一方面，无人机在实际的航测中，并不需要额外的人力投入，只需要用遥控来进行操作，并且无人机的体型非常小。所以无人机在应用的过程中，就会大幅度的降低人工资金投入，从而节约了成本。

（3）收集数据信息十分精准，操作简单。无人机在实际的行测过程中，能够到达许多地区进行精准的探测，有些地区是人机航测没有办法到达的区域。无人机的传感器当中，配备了性能较好的数码相机，所以从图像方面来讲，无人机收集的数据信息都是十分精准的。这对于后续矿山开采方案的确定有很重要的作用。无人机的操作方面也是十分简单，相对于传统的人机航测来讲，无人机的技术比较先进科学，无人机的机型也有了很大程度的进步。因此，无人机的操作比较简单。除此之外，无人机的机型设计十分的小巧，这也就使得无人机在携带方面十分的方便，有助于对它进行操作。

3 项目任务

为了使得矿山企业快速发展，就必须要对矿山工程加大管理力度，这样才能促进矿山企业不断的进步，加快安全生产的步伐，满足现代矿山企业的要求。具体的操作就是要对矿山进行准确的测绘，这样才能保证工程的安全可靠性。具体的项目任务有以下几个方面。第一，需要对数字线划图进行采集，需要注意的是，需要采集的数字线划图有两种，第一种的比例是1∶2000，第二种的比例是1∶5000。第二，需要采集数字正射影像图[5]。第三，要对进行工作的矿区绘制一份地形地质图。第四，对无人机航摄系统数据采集的精度进行验证。在具体的操作过程中，就是采用无人机进行摄影工作，但是在无人机进行工作之前，要确立一些地面控制点，对无人机上搭载的数码相机进行精度的调整，这样就能达到数据采集的要求。并且，还要把对相机的标定结果用于实际的产品生产测绘过程当中，这样就可以对无人机的精度水平进行准确的评估。

4 无人机航测项目实施情况

4.1 航线的设计

在无人机进行航测之前，所需要进行的第一步工作就是对航线进行设计。在设计航线的过程中，需要对矿山测绘的地区进行充分的研究。研究的方面包括测区的地形地势、测区的总面积、测区的人文环境等等。根据测区的实际情况，来设计出科学合理的航线。除此之外，在设计航线的过程中，必须要做到认真仔细，对航线的各个方面都需要进行确定。最后所设计出的航图中，必须包含航线的数量、无人机飞行的方向、无人机的飞行高度以及无人机的分辨率等等，包含的方面要全，并且各方面的数据要保证十分的精准。这样，才能确保无人机行测过程中的数据真实可靠。

4.2 地面控制

在无人机对矿山进行测绘的过程中，必须要做好地面的控制工作。根据我国政府的相关法律条文规定，在航测地区采用无人机技术时，应该根据地面区域的具体情况，来进行科学合理的布设工作。具体的操作过程，就是要对矿山进行充分的研究和掌握，然后根据矿山的实际情况来寻求野外刺点，从而使得无人机在进行航测的过程中，航测范围大幅度提高。进行地面控制工作的根本目的，就是使得地面没有死角，无人机的航测范围可以达到百分之百。

4.3 加密结果精度及采集精度评定分析

（1）空中三角测量。空中三角测量技术的应用主要是为了提高测量效果。在无人机航测的过程中，会出现一些数码影像较小的情况，或者是地面控制点达不到要求的情况。针对这两种情况，就可以采用空中三角测量技术。在此技术应用的过程中，可以对影像的外方位元素进行准确的预算，也可以了解到一些加密点的地面坐标，这样就可以收集到大量的数据信息。然后再利用相关的技术软件对这些数据信息进行处理，就可以大幅度的提高测量效果。因此，空中三角测量技术的应用可以对条件较差的航测过程获得的效果进行改善。

（2）成果精度分析。成果精度分析主要是对无人机航测和人机航测的数据进行一系列的比较，从而确定出在小地区大比例的地形测绘中无人机航测具有更大的航测优势。成果精度分析在实际的分析过程中，分析的方面是多种多样的。包括无人机航测和人机航测的飞行高度、两者航测得到的影像信息等。在对无人机飞行的高度进行研究时，需要用到多方面的数据，不仅有直接测量的数据，还有计算出的定向点和连接点的中误差，采用一系列计算方法计算出来的平差结果，还有定向点和连接点的最大误差等等，通过这些数据才能确定出无人机的飞行高度。通过成果精度分析，可以明确的看出，在对小地区大比例的矿山进行测绘时，采用无人机航测，可以得到更加科学准确的数据。

5 结语

无人机航测技术自出现以来，就不断的进行完善，加上此技术本身就具有一系列的优势，使得无人机航测技术得到了广泛的应用。在矿山测绘中应用无人机航测技术，不仅可以缩短工程周期，还可以节约大量的成本投入，同时又获得了科学可靠的数据信息，此技术的安全性也比较高。但是在具体的测绘过程中，要在航测之前，充分研究矿山的地形条件，确定好航线的具体信息，然后才能进行航测。在行测的过程中，也要做好地面控制工作。以此来保障无人机航测技术的测量结果更加公正可靠。在今后的发展中，要不断的对无人机航测技术进行完善，让它发挥出更大的效用。

[1]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.

[2]周丹敏,曾家乐.在基层测绘工作中无人机航测技术的应用探析[J].建材与装饰,2017(51)：216-217.

[3]刘小霞.试论矿山测绘中无人机航测的应用[J].世界有色金属,2017(10)：115+117.

[4]孙素坡.无人机航测在公路带状地形测绘中的应用[J].内蒙古煤炭经济,2017(09)：31+53.

[5]刘元李.浅析无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用[J].科技创新与应用 ,2017(01)：292.