无人机技术在金属矿山测绘中的应用研究

祁俊霞

(青海省有色地质矿产勘查局 地质矿产勘查院，青海 西宁 810007)

无人机技术在地形地貌测绘中应用较为普遍，目前也受到了国土资源部门的高度重视，这主要是因为其具备更新速率快、分辨率高等多项十分突出的优势，而这些优势对于矿山测绘工作来说是十分重要的，其在应用过程中不仅能够获取精确的矿山信息，同时还能起到保护资源与环境的作用，并且还可使矿产开采人员的生命安全得到保障。另外，无人机技术对于推动数字化矿山的建设具有十分重要的作用，本文就对此进行了具体分析。

1 青海省矿山现状

青海省处于我国西北地区的内陆，省内矿产资源极其丰富，但与此同时，青海省也是一个经济发展相对落后的地区，未能充分应用当前的先进技术，因此使得金属矿产测绘效率较低。除了技术应用较为落后之外，目前青海省在矿山测绘中还存在以下几项问题。第一，测绘结果的统计与分析是在整个测绘工作完成之后开展的，因此使得测绘时出现的问题在最后的结果检查阶段才被发现，这主要是由于测绘队伍之间未能及时进行沟通与交流，并且未对现场记录的数据信息进行检查与核对所导致的，进而降低了测绘工作的效率。第二，测绘工作所需的人员数量较多，而整个测绘队伍中不同人员的综合素质以及对测绘技术的应用能力都有一定的差异，因此会对最终的测绘结果造成严重影响。第三，在处理矿山测绘数据时未能应用先进的管理软件，导致数据资料的分析结果不够准确，容易出现偏差[1]。

另外，青海省在开发与利用矿产资源的过程中还对矿山环境造成了严重影响，主要体现在以下几个方面。第一，矿山开采导致地质灾害频发，人员伤亡较为严重，同时也造成了严重的经济损失。第二，在开发矿产资源之后随意丢弃固体废弃物导致土地资源严重受损。第三，在矿山开发过程中产生了大量的废水，这在破坏土地资源的同时还引发了滑坡、泥石流等多种类型的地质灾害，同时也使得地下水环境受到严重污染[2]。之所以会存在这样的现象，主要是由以下几项原因所造成的。第一，青海地区海拔较高且降雨量少，环境的承受能力较低，因此人为活动会对地质环境造成严重影响。第二，人们在开发矿产资源时多考虑的是自身的经济利益，因此为了获取更多的利益往往会忽略矿产开发对环境所造成的影响，进而不断加大开采力度，最终导致环境破坏问题越发严重。第三，尽管矿产资源的开发从整体上来看规模较大，但开挖程度过低，因此使得矿产资源的利用率较低。第四，在矿山测绘与开采的过程中所使用的技术与工艺过于落后，这在浪费资源的同时也污染了环境。为了解决以上所存在的这些问题，除了健全环境保护制度，有效控制污染问题之外，还应采用当前较为先进的无人机技术，其不仅能够使得矿山测绘工作开展得更加顺利，同时还能够起到保护环境的作用，下面就对该技术进行详细介绍。

2 无人机技术概述

2.1 特点

无人机技术是包括GPS、GIS、通信及遥感等多种先进技术的综合性技术。主要应用于地理测绘中且应用范围较广，不受地区因素的限制。无人机技术应用于测绘工作的过程中可实时更新、修改数据信息，并且可完成地质测绘信息的升级处理。具体来说，无人机技术主要有以下几项特点。第一，数据分辨率高，主要原因在于其配置了传感器，因此能够获取精确度达厘米级的影像数据资料，并且可根据检测图的比例需求进行缩放处理。第二，信息更新速度快，无人机在测绘过程中无需人员驾驶，可自动完成测绘工作，并且其飞行区域处于低空领域内，除一些较为特殊的天气之外均可开展测绘工作，因此能够获取最具时效性的数据信息。第三是成本低廉，无人机的操作是全自动化的，在获取数据的基础上还可及时传输至控制站，并且整个操作过程十分简单，无需花费过高的成本，因此能够为测绘工作的开展节省较多的人力、物力以及财力，并且能够有效提升测绘工作的效率。第四是灵活性较强，无人机较为轻巧，在操作过程中灵活性较强，可根据测绘工作的需求调整角度，并且可随意转换操作方式[3]，这就使得其不会受到一些复杂的地质环境的干扰，即使面对海拔较高的青海地区也能充分展现其优势，因此在原有基础上极大地降低了测绘工作的难度。

2.2 应用优势

无人机技术在矿山测绘中应用的优势主要体现在以下几个方面。第一，矿山测绘工作条件艰苦，并且所能够投入的人力及物力方面的资源也十分有限，因此使得测绘效率较低，而无人机技术的应用则能够解决这一问题，其不会受到恶劣环境的影响，可随时进行空中遥测，并且不受时间与空间的限制[4]。同时，无人机技术不仅能够获取精确度较高的测绘数据，还可在此基础上进行智能化处理，及时更改错误信息，进而使得数据资料能够满足测绘工作的基本需求。第二，矿山多处于偏远地区，地质条件十分复杂，因此在矿山测绘过程中环境保护工作的开展具有一定的难度，而通过运用无人机技术可在短时间内获取雷达及遥感等多方面的数据，相关人员就可以此为依据制定相应的环境保护策略。另外，当前金属矿山的开发秩序较差，导致资源浪费现象较为严重，因此必须扩大无人机技术的应用范围，使得在矿山测绘的同时也能够对矿区开采工作进行实时监控，便于政府部门针对矿山开采进行管理，这对于保护矿产资源具有十分重要的作用。

3 无人机技术的应用

1)作业流程

将无人机技术应用于矿山测绘工作的过程中主要包括以下几项步骤。第一是测量像片控制点，目的在于提高测绘图的精确度，行业内部在此方面有明确的操作规范，即控制点的测绘比例分别为1∶2 000，1∶1 000及1∶500[5]。在测绘过程中首先需要确定测绘目标，即以较小的地面物体作为目标，并且需要通过文字描述点位的特点，进而在此基础上绘制出大致的地形图。同时还需要详细描述点位及周边的物体。第二是完成数据的采集与编辑。无人机应用于测绘工作中主要是通过三维跟踪立体测绘图实现的，并且需要测绘人员的配合，进而在此基础上了解矿山的地物及地貌。在测绘过程中所采用的方法主要为一体化操作；在数据采集过程中所采取的是分层处理的方式，在完成处理之后需要以标准地形图数据格式呈现，之后再用专业的成图软件进行编辑，在此基础上就可制作出精确度较高的地形图。第三，无人机的后期处理是自动化的，所采取的是smart3D等先进软件，进而对影像进行色彩处理及剪裁等一系列的操作，在此基础上就可得到正射影像，同时还可获取高程模型，这样就可了解矿山资源开采的总体情况及细节，同时还可了解矿山剩余资源的储备总量。

2)地形测绘

金属矿山测绘工作开展的过程中首先需要获取基础性的数据信息，主要包括遥感影像、地形图件及高程模型等。以往多数负责金属矿产测绘工作的企业多采用的是传统的方法，但由于金属矿山处于偏远地区，地形、地貌较为复杂，因此只能获取粗略的测量数据，进而影响了数据的准确性，同时也使得获取的数据不够全面，难以了解矿山的整体情况。而无人机技术则能够获取最为全面的基础数据信息，并且可应对金属矿山复杂多变的自然环境，进而有效提高测绘的整体效率。

3)获取精确的数据资料

无人机技术不仅能够获取矿山资源的具体数据信息，同时还可对矿山周围的地形、地貌等各项参数进行全面测量，进而使管理者能够以此为依据制定出相应的矿山开采计划，同时还有助于矿山信息管理系统的构建。另外，矿山周边环境较为复杂，导致数据的采集具有一定的难度，因此必须采用先进的技术进行精准测算，这就需要通过遥感技术实现数据的采集及模型的制作，进而获取准确的数据信息。另外，无人机在探测过程中主要在低空领域飞行，因此即使面对较为偏僻且恶劣的环境也能够顺利完成数据的采集。

4)保护环境

矿山开采在获取金属资源的同时对矿山周边环境破坏性较强，因此在矿山开采工作完成之后必须将环境整治方案落到实处，并且需要定期了解环境的恢复状况，而人工处理的方式需要花费大量的时间，并且矿山周边环境具有一定的复杂性，在检查过程中难度较大，因此就可通过无人机技术进行环境恢复程度的检查，即通过传感器明确检查区域，并在此基础上进行详细勘察，之后可通过传感器获取多光谱、遥感等多种不同类型的信息，并通过计算机进行处理，环境检查人员就可以此为依据进行定量或定性分析，并根据分析结果制定出相应的环境治理策略。

5)保护资源

金属资源较为稀缺，因此在矿山开采时必须合理开发，有效控制浪费现象，尽管当前国家在此方面有明确的开采规范，但监管部门却未能将各项规范要求落到实处，随意开发的现象较为严重。因此政府部门需要通过无人机技术做好矿区开采的监测与控制，及时了解开采情况并制定出相应的控制策略，进而起到保护金属资源的作用。

6)确保人员安全

近年来，社会多个领域对矿产资源的需求量在持续增加，因此拓宽了矿产开采的深度与广度，同时也提升了矿产开采的难度。另外，矿产开采本身就处于地下，危险系数较高，导致此方面的安全事故较为频繁。因此当前最重要的是确保开采环境足够安全，尽可能地减少人员损伤，这就需要通过无人机技术获取全面的数据资料，帮助开采人员了解矿山的具体情况，这样就可降低开采的盲目性，促使开采工作能够有序开展，进而有效保障人员的生命安全。只有这样才能进一步提升我国矿山开采的效率。

7)有利于数字矿山的建设

通过无人机技术所获取的数据信息精确度较高，因此有利于数字矿山的建设。在应用无人机技术的过程中可对矿山的地貌进行全面测绘，帮助相关人员获取数字、图片等多种类型的数据信息，同时还有助于开采人员了解矿山的地质构造与地形信息，进而在此基础上制定出合理可行的矿山开采方案，这样就能够使整个开采过程开展地更加有序，并且可有效提高开采效率。下面就以表格的形式对无人机技术的具体应用进行详细介绍，如表1所示。

表1 无人机技术在金属矿山测绘中的应用

4 结 语

矿山环境较为复杂，开采难度较大，而以往所采用的测绘技术效率较低，难以获取准确的数据信息，导致整个开采过程极其混乱，因此当前就可通过无人机技术提高测绘数据的准确性，进而促使管理人员在此基础上制定出完善的测绘计划，但与此同时也必须做好矿山周边环境的保护工作，以免因为资源开采而使环境质量严重受损。

AStudyonApplicationofUAVTechnologyinSurveyingandMappingofMetalMines

QI Junxia

(

InstituteofGeologicalandMineralExploration,BureauofNon-ferrousGeologyandMineralResources,QinghaiProvince,Xining,Qinghai810007,China)

Abstract:In recent years, China's economy was in the rapid development trend, so the demand for mineral resources is also increasing, which makes the traditional surveying and mapping technology gradually revealed many shortcomings. It is difficult to adapt to the current needs. Through the research and practice of surveying and mapping that UAV technology, we have high resolution, data update fast speed,low application cost and strong flexibility and other advantages. So in metal mine surveying, we can give full play to its advantages. This paper takes Qinghai Province metal mine surveying and mapping work as an example, the application of UAV technology and characteristics are introduced in detail. The mine surveying and mapping work to a certain refers to guide action.

Key words:UAV technology; Metal mine mapping; Application