探究无人机航测在矿山测绘中的运用

    李建军

    摘要：文章主要对无人机航测在矿山测绘中运用的实况进行探究，实践证明这一人工智能技术的应用已经成为测绘人员获得空间数据信息的有效手段之一。为了拓宽无人机航测应用的范畴，文章对其在地处太行山中南段的山间盆地中北部项目的实施情况进行论述，希望为实现上述目标提供帮助。

    关键词：无人机航测；矿山测绘；项目实施；人工智能

    无人机航测作为一种新兴的航空遥感技术，是继卫星遥感、大飞机遥感之后研制出来的，使测绘地理信息采集精确度有所保证、国土资源得到实时准确监测，并且在大型工程项目建设等诸多方面均有较高的应用频率[1- 2]。

    1.项目任务

    无人机航测在矿区测绘过程中的应用，需要不断的与项目建设、安全生产标准相匹配，主要是因为矿山测绘的精准度与采矿进程中的施工规划息息相关，因此强化对无人机航测管理的工作力度是极为可行的，测绘数据的精确性是采矿施工过程中计划变更的有效凭据[3]。通常情况下，矿区测绘环节中的数码内容包括对1：2000以及1：5000数字现划图（DLG）汇集环节，同时数字正摄像图（DOM）、矿区地貌地质图、检验无人机航摄系统在确保矿山地形数据采集测量的准确度发挥巨大的实效性。当测绘人员面对的是矿区摄影工作项目而言，一般应用的实际Quickeye（快眼）Ⅱ型无人操作的非量测型数码相机，继而再航测区域内设置大批量地表控制点以后，便能够获得具有整体性、精确性特点的测绘数据信息。

    此外在项目任务编制的进程中，对航测矿区的地貌与海拔进行综合的分析是极为必要的，从而确保航测计划的准确性，以及航测技术的有效性，最终协助测绘人员收集到有效性数据信息。

    2.项目实施状况

    2.1航线规划

    测绘区域总面积为8.91km2，因为地处太行山中南段，所以属于低山区。地貌形态为中间高两侧低，海拔约为1185.83m，最低点在南北部的冲沟位置上，其海拔在900m左右，相对高差最大值为286m，该被测矿山大部分面积上都有绿色植被存活，高大建筑物体罕见，交通较为顺畅，测绘区域东西长为3836m，南北长度较短，为2363m。参照矿上地形以及成图比例等条件，该次航空飞行方向设置为南北向，规划出8条线路、航县重叠度大于60%，侧向重叠度不小于35%，航空遥感设备距离地表1224m，分辨率为0.18m，为实现定点曝光目标，应用GPS飞行管理系统是极为可行的，每一航线上拍摄的图片数量为15张。

    2.2地面控制

    该测区野外像片控制点的布置参照《1：500、1：1000、1：2000地形图航空摄影测量外业规范》中涵盖的相关内容。在共像片控制点处布置39个平高点，布置的像片控制点可被多个测绘人员共同使用。此外，在该矿上测区内积极应用山西省测绘局工程测绘院建立的GPSCORS网，这样在数据通信网络与无线数据播发网的辅助下，可以为使用者供应码相位/载波相位差分修正信息，这样测绘人员就可以及时的计算出流动站的准确点位。平面系统应用的是1980西安坐标系，采用1985的国家高程基准。

    2.3加密结果精度以及采集精度评定分析

    空中三角测量工作借助的是DATMatrix+ATMatrix+PATB，该空中三角测量系统是由航天远景公司研制的。该系统重点针对的对象为小数码影像，在部分地面控制点的协助下将某一区域全部影像外方位元素与一切加密点的地面坐标计算出来，继而在PATB光束法区域网平差软件的协助下，强化了粗差检测功能与平差计算功能。

    成果精度分析与定向点的中误差（m）、点数如下：

    Mkx=- 0.204 133 Mky=0.244 133

    Mkz=- 0.182 133 Mks=- 0.184 133

    定向点最大误差（m）：- 0.261 - 0.230 0.200

    连接点的中误差（m）与点数：

    Mcx=- 0.221 30 Mcy=- 0.261 30

    Mcz=- 0.278 30 Mcs=- 0.197 30

    定向点最大误差（m）：- 0.198 - 0.244 - 0.230

    依照《低空数字航空摄影测量内业规范（CH/Z3003 - 2010》相关内容，借助平差结果，该矿区应无人飞航器在1124m处进行拍摄项目，借助校准加密环节以后立体像结果与1：2000地形图测图的平面精确标准相匹配，此时无人航机拍摄系统可以采集到其他卫星设备无法获取的具有高分辨率特点的影像数据信息。

    对采集结果进行分析，其相对定向与绝对定向、加密中的各项限差都满足相关标准，此时平面精度辨认误差会相应降低降低，但高程精度不会受到太大的波动，也就是说该系统成图的平面精度可以被视为一支“潜力股”。如果想要制成1：1000航图之时，被规划地表分辨率应设置为7cm，此过程中应用的为全野外布置控制点或者是区域网空三加密。

    3.无人机航测在矿山测绘中运用具备的优势特点

    一是应急性能好，大大的节约了空间成本；二是航测周期相对较短，这主要是由于无人机飞行标准通常被管控在1000m以下；三是采集到的数据信息精确度高；四是与传统航空摄影设施相比较，无人机操作简单；五是节约成本费用的同时，在安全性能方面也有很大的保障。

    結束语：尽管目前国内无人机设备正处于研制的状态中，但是其在矿山测绘环节中发挥的作用是不可比拟的，根据本文论述的内容，对其优势特点有一个整体性的认知。测绘人员在对其进行运用之时，务必要结合矿区地形特点，对其进行有效评估从而编制出行之有效的航测方案，此时国内矿区采集事业在无人机航测设备的协助下，将会实现可持续发展的目标。

    参考文献

    [1]郑永虎，张启元，陈丰田.无人机航测在高原矿区测绘中的应用[J].青海大学学报（自然科学版），2013，03：58-61.

    [2]张启元.无人机航测技术在高寒地区基本农田测绘中的应用[J].青海大学学报（自然科学版），2014，02：55-59.

    [3]张金超.无人机航测在山区水利测绘中的应用要点分析[J].低碳世界，2016，02：84-85.