无人机航测在矿山地形图测绘中的应用探讨

张亮

（福建旭东辰地质勘察有限公司，福建 龙岩 364021）

0 引言

矿山综合治理过程中，对矿山地形图测绘质量要求较高，为提高矿山地形图测绘工作效率，将无人机航测技术应用其中，发挥了无人机航测技术的优势。因此，有必要就无人机航测技术在矿山地形图测绘中的具体应用情况展开分析，进一步证实无人机航测技术在矿山地形图测绘中应用的可行性和有效性。

1 无人机航测技术的基本原理及影响因素

在3S技术发展推动下，实现了高分辨航空影像数据生产目标，在图像处理技术、定位技术等技术支持下，为无人机航测技术发展提供了技术保障。无人机航测技术主要以无人机为平台，结合了实时动态定位技术、航空影像摄像技术等，在高空作业中，可实时采集数据信息，更加精准地生成影像数据，整个数据采集和生成过程中，以高分辨率的真彩色数字影像为基础，在数据处理技术和软件应用支持下，有效进行影像校正、空三加密处理。研究发现，航高与地面分辨率是正比关系，此种系统误差消除难度大，可以考虑借助摄影测图系统进行误差修正。有研究人员通过实验分析得出，航高每升高100 m，地面分辨率会增加2.5 cm左右，进而推算出，当航高为1 000 m时，地面分辨率为0.25 m。同时，有研究证实，地形的起伏状态会引起投影误差，误差的产生与像点位移有关，地形起伏时，像点与垂直投影点会出现不同程度的直线位移情况，当中心摄影在垂直摄影状态时，投影误差与地形高差成正比，与航高成反比。针对此种情况，可以增加一定的航高，解决地形起伏引起的投影误差问题[1]。

2 无人机航测技术优势

无人机航测技术提供了航测外业和航测内业功能，在外业部分，支持像控点布设和测量、支持对航测区域的踏勘、满足低空航摄及属性调查要求；内业包括对控制点数据的整理、数据初始化处理及正射影像处理、等高线生成等。在矿山地形图测绘中无人机航测技术，优越性显著，测绘工作效率明显提升、应用灵活；无人机本身体积小、操作便捷、携带方便，且在实际测绘场景应用中不受外部环境影响，有效规避气候因素影响，满足全天候信息采集需要[2]。另外，无人机航测技术测量精度高，能够为矿山治理提供可靠的数据支撑；在数据收集、踏勘等方面减少人工劳动强度，可在短时间内完成大面积测绘任务；并且无人机航测技术在实际应用中安全程度高、无需人员驾驶、支持远程控制，优势性能明显。

3 无人机航测技术在矿山地形图测绘中的具体应用

3.1 确定矿山地形图测绘数字结构

在无人机航测技术支持下，清晰地将矿山地形图测绘数字结构呈现出来，实现对地形图测绘成本的把控、降低了测绘工作风险、满足矿山地形图测绘工作需求，为矿山综合治理提供数据支持，更加科学地开展矿山治理工作。

3.2 确定基本航线，满足航测精准度要求

在矿产地形图测绘中使用无人机航测技术，提高了测绘工作效率，改变了传统测绘工作模式，提高了地形图测绘工作效率，精准确定了基本航向，选择适合的海拔范围，以保证勘测数据的准确性。同时，在无人机航测技术支持下，为提高航测精准度提供了技术支撑，无人机航测成像清晰度高，为矿山地形图测绘提供了新型测绘技术手段，并实现了在恶劣天气下正常作业的目标。

3.3 航线数据获取

3.3.1 项目概况

选取我国西部地区的一处亟需综合治理的废弃矿山，前期勘察发现，需测绘面积为4.5 km2，比例尺为1∶2 000；整体的地形地貌高低不一，植被破坏严重，地形图测绘难度大，通过使用无人机航测技术，实现了矿山地形图测绘工作目标。

3.3.2 测绘中无人机航测具体作业流程

测绘前，做好充分的准备，结合实际情况，明确无人机飞行任务和目标，根据废弃矿山区域的摄影面积、地形地貌、气候和生态环境破坏程度进行航空摄影，将实际需要测绘的区域分割为两个子区块，设计航飞高度为350 m，航向重叠度为75%。在像控点布设上，根据地面控制点的引导，精准获取航空影像数据，在布设像控点过程中重点参照地形变化实况。在本次地形图测绘项目中，将像控点布设密度设定为3个/km2，确保像控点的布设满足测绘区域航测需要，实现航测范围全覆盖，在矿体分布区域加密像控点的布设[3]。完成像控点布设任务后，使用空中三角加密测量技术，规避影像“留白”现象。

无人机航测技术应用在本项目测绘中，存在被高大建筑物和植被遮挡的情况，造成部分区域内无法提取到地物信息，通过使用空中三角加密处理技术，有效解决了上述问题，更好地提升了航测精度。经过空中三角加密处理后的数据，需要再次进行校对和镶嵌处理，本项目采用的是大疆M600PRO搭载大势智慧双鱼4B云台进行数据采集和收集，满足数据检查需求，可及时发现数据，确保地形图相关测量参数和数据准确无误。完成上述操作后，进行手动操作，精确标记水系、民用建筑标高等。

对航测测量结果分析发现，将无人机航测技术应用在矿山地形图测绘中，发挥了无人机航测技术的优势，平面航测误差小、高程误差小，各条航带影像数据清晰度高，重叠度、航向等技术指标满足设计要求，无漏洞现象，影片涵盖了测绘区整个区域，为立体模型的搭建和连接，提供了便利条件。同时，在无人机航测过程中，加强对控制网的建设，进一步提高了无人机航测精度，在地形复杂区域适当增加控制点，保证了测量精度，证实了无人机航测技术应用的可行性和实用性，在本矿山项目地形图测绘中展现了良好的应用效果。

4 结语

无人机航测技术经济效果显著，测量精确度高，在矿山地形图测绘中应用效果显著，能够发挥无人机航测技术优势，可降低相关测量标的误差，应用前景广阔。