无人机遥感技术在矿区测绘中的应用

刘 威，裴 志，张 雷

（华北地质勘查局五一九大队，河北 保定 071000）

矿产行业的发展，提高了人们的生活质量，随着对矿产资源需求的增加，对矿山的开采深度和需求量也随之加大，矿山开才有了一定的难度。矿山开采属于地下性工作，危险系数高，并且对环境破坏大，所以在矿山开采中，对矿区测绘非常重要。传统的矿区测绘方法在进行矿区测绘时，测绘精准度不够高，对于矿区的情况不能很好的进行了解，以至于提高了矿区开采的难度，浪费了矿产资源。基于目前存在的问题，提出基于无人机遥感技术的矿区测绘方法设计，以提高矿区测绘的精准度，提高安全指数，降低矿区的破坏程度。

无人机遥感技术是利用无人驾驶飞机，通过遥感传感器、GPS定位系统[1]等对国土资源、矿区情况等资源快速获取的关键技术，具有极强的勘测能力，并且勘测时间短，将无人机遥感技术应用到矿区测绘中能够测出矿区的详细数据，能够保护矿山工作人员的安全，保护矿山环境，利于矿区开发。利用无人机遥感技术的优点，对矿区进行测绘，能够提高矿区测绘的精准度，方便工作人员作业，通过矿山数据采集、绘制矿山地形图和比例尺转换[2]，实现矿区测绘，并通过实验对比证明了该方法设计的有效性，提高了矿山测绘的精准度，具体设计如下所示。

1 基于无人机遥感技术的矿区测绘方法设计

（1）矿山数据采集。基于矿区数据采集数量多、难度大的特点，提出PIP技术，进行矿山数据采集。矿区地面无需设置摄像控制点，以无人机遥感技术为基础，在地面建立GPS定位基准站，设置为无人机与GPS共同采集数据，保证矿山数据的实时获取。采用PIP技术进行矿山数据采集时，要注意以区域大地水准模型为基础[3]，以提高数据获取的精度。在使用无人机进行数据采集时，将无人机飞行距离与基准站距离控制在小于6km内，保证数据获取精度以及通讯正常。PIP技术利用同步观测的基准站接收机和多台流动接收机对卫星的载波相位进行观测，通过计算机利用GPS处理软件进行线性组合，形成虚拟的观测值，在进行组合时，会产生共线方程干扰，对虚拟观测值造成影响，使用方位元素，确定干扰因素，在一般情况下只考虑正向畸变差，公式表示如下：

公式中，RC代表干扰因子，Δx代表干扰因子改正的函数，mi代表虚拟观测值的正向系数，此次计算不做定向分析。

在去除虚拟观测值的干扰因素后，将接收到的矿山坐标信息转换到流动站的地方坐标中，工作人员根据矿山情况控制航线飞行范围并上传至飞行系统，将采集到的数据影像实时下载到地面的监控计算机。通过矿山数据采集，为绘制矿山地形图提供基础数据，以此提高矿区测绘的精准度。

（2）绘制矿山地形图。在矿区测绘中，需要对矿区的土场图、矿山地形图进行绘制，通过上一步数据采集到的数据资源[4]、图片影像、地形信息等，对矿山的整个地貌进行绘制，按照实际要求绘制矿山测绘的其他图形，引入数字化绘图技术，提高矿山地形图绘制的精准度。在进行绘制时，将采集的数据录入到计算机中，并进行数据编辑和处理，处理公式为：

公式中，ID代表矿区的地理位置坐标参数，代表矿区地形绘制的不稳定因子，Y2代表矿区图片影像信息，此次计算不做定向分析。

在数据处理完成后，进行矿区地形绘制，绘制时，需要将数据进行格式转换，公式为：

公式中，Qn代表矿山地形绘制数据，Wt代表数据转换因子[5]，Re代表矿区地貌数据，此次计算不做定向分析。

通过上述公式完成数据录入，以此得到矿山地形图，数字化绘图技术能够自动生成布置生成点位，生成相应的矿区地形图，在矿山数据采集和绘制矿区地形图的基础上，并利用相应比例尺，实现对矿区的测绘。数字化绘图技术绘制的矿区地形图，具有大量的数据信息，能够为工作人员提供数据依据，以此提高矿区测绘的精度。

2 实验对比

图1 实验对比图

为证明本文设计测绘方法的有效性，将其与传统测绘方法进行对比，采取某地矿山，使用两种方法进行矿区测绘，主要对比两种方法的精准度，实验对比结果如下。

通过分析图1可知，传统技术在进行矿区测绘时，测定地物点的方向误差、距离误差、刺点误差等都对矿区的位置造成影响，因此精准度较低，而本文设计的矿区测绘方法，能够通过计算机自动布置生成点位，具有较高的精准性，能够为矿区工作人员提供详细的信息，保障矿区开采工作的顺利进行。

3 结语

矿山的开采带动了我国经济的发展，通过分析了解到，矿山测绘在矿山开采中占有重要位置，针对传统矿山测绘技术精准度低的情况，提出基于无人机遥感技术的矿区测绘方法设计。通过该测绘方法能够有效探测到矿山内部结构，并能得到详细的矿山数据，为矿山建设提供了有力依据，并且很大程度上能够保障工作人员的安全，保护矿山环境，希望通过本文设计，能够为矿山测绘提供帮助。