无人机航测在矿山开采区周边低效用地调查中的应用研究

丁永庆

（中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队，山东 济南 250100）

近些年来，在可持续发展的背景下，我国大力开展对于矿山开采区及废弃矿山周边低效用地的调查工作，并在此基础上强化对其的再开发利用，但从目前来看，其在实际实施的过程中仍面临着一定的不利因素，制约着调查实施以及再开发利用工作的高质量开展，基于此，有必要对其展开更加深层次的探索。

1 矿区周边低效用地调查实施路径

1.1 项目背景

在当前社会经济飞速发展的时代背景下，有必要对工业区周边低效用地再开发工作，这不仅仅是我国推进供给侧结构性改革的重要内容之一，同时还是促进产业转型升级、提升企业经济效益的必要手段。低效用地的调查和再开发利用工作有着较强的系统性，在实际推进的过程中涉及到较高的难度以及较广的范围。相关部门在此背景下深刻意识到了矿山开采区周边低效用地调查以及再利用开发的重要性，并积极开展对于存量建设用地利用潜力的进一步挖掘工作，全面构建起与实际情况相适应的激励机制和引导政策，不断推动经济发展方式转变，加大对于经济结构的调整力度，形成了矿区周边低效用地再开发项目。

1.2 技术路线及工艺流程

（1）技术路线。在矿区周边低效用地调查方面，其具体的技术路线为充分对当地的实际情况展开分析，广泛开展对于各类基础资料的收集工作，详细进行低效用地地块的调查工作，并将实地测量和调查结合起来，深化开展对于低效用地的进一步分析以及汇总工作，这样一来便能够完成对于低效用地土地利用现状图的编制工作，并构建起相应的数据库，在此基础上建立对其的再开发利用的规划方案，并上交至有关部门进行审批。

（2）工艺流程。矿区周边低效用地调查实施流程如图1所示。

图1 矿区周边低效用地调查实施流程

1.3 调查内容

具体的调查内容便在于其当前开发利用的实际情况，具体涉及到其位置、实际面积、应用途径、投入产出的水平、承载人工以及环境状况等多方面内容，要注意的是，当面对用地的时候还应当展开对其用水用能情况的调查工作。

1.4 调查单元测绘

为了能够将当前时间节点中调查单元所具有的实际情况更加准确真实地反映和记录下来，并实现对于其面积、范围及具体位置的精确测绘，相关工作人员需要灵活使用无人机航测方法展开对其的航测工作。

立足于外业调查的实际情况，从整体的角度出发来掌控测区的具体环境状况，其基本上涉及测区的高低起伏、常年气候情况以及地物覆盖情况等等。与此同时还应当从测区当下的实际情况出发进行相应飞行计划的制定，布设足够的像片控制点，采用网络RTK进行数据采集，选择地表植被及其它覆盖物对成图影响较小、云雾少、无扬尘（沙）大气透明度好的时间段进行摄影。航摄时，即要保证具有充足的光照度，又要避免过大的阴影。对航测的数据和像片进行预处理，采用专业软件改正相机畸变差和图像增强处理，然后进行多视角影像联合平差、多视角影像密集匹配、像片控制点添加，输出空三平差报告，最后进行3D建模，生产出DSM、DOM、DLG等数字产品。

1.5 矿山开采区周边的低效用地认定标准

（1）定性指标。①禁止类、淘汰类产业用地；②不符合安全生产和环保要求的用地；③“退二进三”“退二优二”产业用地；④搬迁关停的矿山开采企业用地；⑤“亩产效益”评价改革“限制发展类企业”用地等。

定性指标中只要满足其中一项即可认定为低效用地。

（2）定量指标。从用地强度和用地效益两个方面制定指标：容积率、地均投资强度、地均营业收入、地均税收、单位产值就业人数、单位产值能耗、基础设施完备度等。结合当地实际和调查数据情况选择定量指标进行评价，分别将各定量指标值进行标准化处理并加权平均后对调查单元进行计算评估，在调查区（或县级行政区）范围内从大到小排序。（注：排序过程中应按照用地分类的不同、产业类型和行业类型的不同进行分类排序）最终排名靠后（具体比例按本地调查情况制定）的存量建设用地即可认定为低效用地。

2 无人机航测在矿山开采区周边低效用地调查中的具体应用

2.1 航线设计

工作人员结合前期外业调查的实际情况，针对当前测区的整体环境展开更加直观全面的掌控，具体涉及到交通状况、气候状况、地物覆盖情况以及通讯信号塔等信号影像源的实际分布情况。与此同时，工作人员还应当立足于测区的具体情况进行相关飞行计划的制定，然后再根据飞行员数量和无人机的装备配置，展开科学合理的任务分块分区工作，并对与实际情况相适应的起降场地进行选取。相关工作人员在实际执行飞行任务的时候，需要尽可能规避信号塔及较高障碍物，在对无人机起降场地进行选择的时候，应当保障其远离人群、不存在明显的信号干扰以及视野开阔等特点。结合当前现场光照的实际条件，对相机的曝光度展开相应的调节工作，保障相机具有良好的工作和存储状态，其影像的地面分辨率应当在20cm以上，为了切实提升三维模型的实际效果，其航向同旁向重叠度需要在70%以上。

2.2 像片控制点布设

其在进行像片控制点布设的时候，应当使其能够在测区范围内进行均匀布设，以切实展现出其良好的检查作用。像片控制点的目标需要在那些不存在遮挡物并且方便辨别的位置进行布设，同时还应当保障其所布设的位置地面具有平坦性，不存在明显的起伏。工作人员应当确保像片控制点目标具有良好的保存条件，以免出现损坏的问题，影响后续工作。除此以外，像片控制点目标需要在地面上采用容易辨识的“L”型或其他标记。在编取像片控制点点号的时候应当按照自然序号进行，并在点号前冠以字母。工作人员应当将相应的控制点照片留存下来，以方便内业人员对其进行辨识和应用，在需要的情况下用文字对点位进行描述。

2.3 像片控制点测量

针对全部的像片控制点都需要对其独立观测两次，在测量的过程中需要合理进行中央子午线以及源椭球的设置工作。在开展采集工作的时候应当达到固定解。同时还要将其收敛为mm级，确保其水平精度以及垂直精度分别在2cm和3cm以下，并在保障其稳定性之后便进行记录。其自动观测个数应当在十个观测值以上，工作人员需要加强对于两次读数坐标分量的控制，使其差能够维持在3cm以内，然后再取其平均值。

2.4 数据处理及3D建模

（1）数据处理。在正式应用无人机展开航拍工作之前，应当先在eMotion2控制系统的基础上对飞行计划进行制定，并完成飞行姿态的设置，同时还应当充分立足于本研究的具体精度要求，对各类参数进行科学合理的设定工作。在完成对于各类外业工作的高效处理之后，便应当采用Postflight Terra 3D图像处理平台在室内实施针对高分辨率影像的自动化处理工作，这样一来便可以生成DEM以及DOM等基础图件。

（2）3D建模。本文主要是根据施工区域本身的二维数据和其高度属性对模型进行构建，该建模方法的应用在获取总基地面积的过程中不会在数值方面产生负面影响，与此同时，其还有着较高的建模效率。通过ReadJpgGpsTool软件获取像片pos信息，在GpsTool软件中设置七参数，把经纬度pos信息转换成平面坐标系下的pos信息。在实景建模软件ContextCapture Center中设置精度参数，导入无人机影像照片，进行多视角影像联合平差和多视角影像密集匹配，得出空三成果。利用实景建模软件，结合计算机性能把空三成果合理分区块，进行三维立体模型重建。

2.5 精度评定

在精度评定方面，通过使用EBee RTK无人机平台所得到的影像数据，无论是在高程精度还是在平面精度上，均能够同相关测绘标准相适应，而且还可以超过其实际的精度要求，平面以及高程误差分别是0.128m以及0.146m。Postflight Terra 3D图像处理平台基础上所获取的数字高程模型以及数字正射影像图能够为后续工作的持续平稳进行提供良好的数据支持[3]。

3 结论

综上所述，无人机航测的有效应用能够提升矿区周边低效用地调查的实效性，对于后续基于调查报告开展相应的工作有着积极的促进作用。因此，相关工作人员应当加强对其的重视，进而切实展现出无人航测的应用价值，通过3D建模将地区用地更加直观呈现出来。