《无人机航空摄影测量技术在矿山地质环境治理中的应用》-理学论文，地理论文-论文范文参考-科学狗论文网

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无人机航空摄影测量技术在矿山地质环境治理中的应用

范文

刘映

（湖州中核勘测规划设计有限公司，浙江湖州 313000）

摘要：矿区的地质环境复杂，在矿区开采中，首先受到制约的因素是开采区的地质地貌、土壤基层、地质构造等地质环境条件。通过外业无人机航飞获取高分辨率遥感影像，开展无人机航测遥感影像处理、解译研究，得到更加准确的数据，对全面治理、研究和保护矿山地区的地质环境具有非常重要的意义。实践研究表明，无人机航空摄影技术在矿山地质环境治理中，具有明显的优势。

关键词：无人机；航空摄影测量技术；地质环境

无人机航摄系统，是以无人机为飞行平台，利用高分辨率相机获取遥感影像，它具有体积小、机动灵活、快速高效、作业成本低、使用范围广、操作维护简单等特点，在获取小区域高分辨率影像方面具有明显优势。随着轻型低空无人机技术的发展和无人机自动驾驶技术的不断成熟，把无人机飞行航拍摄影技术与对矿山地区的地质测量技术相互结合在一起，能够解决矿山区环境多样化的局限性，利用遥感技术进行矿山地质环境治理已成为发展趋势。

1 现阶段无人机航空摄影测量技术的发展

现阶段，随着电子信息技术的发展，数字航拍仪在尺寸、重量，以及材料的选用上也都有了较大的改进，特别是数码拍摄机器的分辨率也越来越高，把这种摄像技术装载在航拍飞行测量器上，能够获得较高清晰度和分辨率的影像和数据。同时，无人机在面对现场不同的地质环境条件和变化能够通过遥感控制做出快速的反应及应对措施，完成人工驾驶和人工测量所不能完成的任务，同时，对于有危险隐患的地质环境也能够较大幅度的规避风险。

2 无人机航空摄影测量技术的应用及技术重点

2.1无人机航空摄影测量技术的实际操作流程

通过无人机航空摄影测量技术对现场的环境进行原始数据的测量和分析，同时，进行网格数字化的控制点和控制量的测量。通过对区域内在网格上显示的坐标来计算出需要加密的区域和位置，完成系统化的数字影像测量图，数字信息网格图，数字模型图等，并结合外业调绘的信息达成最终的一个完整数据在图纸上呈现。无人机航空摄影测量技术数字通信结构图如图1：

2.2无人机航空摄影测量技术的技术重点

①无人机航空拍摄技术。主要是采用飞机搭载无人摄像系统所完成的，通过对航空摄影图像的选用及项目规划所涉及到的地形图进行对比，获取对现场环境和地质条件的更为真实精准的数据信息。

②像控點测量技术。像控点的测量布设采用两种方法，一是在四等GPS控制点上布设地标，二是利用航片进行刺点。在无人机航摄系统进行航空摄影当日，在四等GPS控制点上布设9个地标点。在完成航空摄影后，选刺像控点时按航向间两相邻控制点的间隔跨度不超过6-7张影像，旁向间两相邻控制点的间隔跨度不超过3条航线，共计布设209个像控点。

③空三加密技术。由于无人机搭载的相机是非量测相机，所以在进行空三加密前必须对原始的影像进行畸变纠正，然后再进行自由网平差。在自由网平差过程中，通过剔除粗差和精细匹配，调整同名像点的精度，确保同名像点误差均小于半个像素值，同时检查测区中同名像点的分布情况，使其均匀分布，并在连接不好的区域手动添加连接点，保证模型间有足够的连接强度，最后进行该测区的区域网平差，无人机高精度测绘全流程图如图2：

④DOM、DEM制作。利用像素工厂Pixel Factory进行彩色正射影像图的制作，该系统直接利用前期的空三成果生成立体模型，输出若干块块状的数字正射影像，将这些块状影像匀光调整后（保证后期制作的DOM影像颜色均匀、无较大色差），像素工厂即可自动生成高分辨率的数字地表模型（DSM），并将其自动过滤得到数字高程模型，由DSM、DEM自动生成拼接线，利用DEM对原始影像进行正射纠正，由拼接线对整个测区的正射影像进行无缝无变形的拼接，参考前期匀色制作的影像快视图，将整个拼接好的影像进行自动匀色，即可完成DEM、DEM的制作，之后就可按照要求的标准分幅大小进行影像的裁切、整饰并出图。

⑤全数字化立体测图。全数字化立体测图采用适普的VirtuoZo NT全数字摄影测量系统完成，采用空三成果所恢复的立体模型进行测图，之后进行立体模型套合抽样检查，并通过DLG与DOM叠合，采用3D模块检查地物与高程一致性，检查平面与高程是否有异常及突变的地方，并返回立体模型下重新采集并核对。

结论：综上所述，航测成果不受地形条件的限制，精度均匀，对微地貌的表示比较逼真，可以从整体上提高地形图的精度。在收集以往地形、影像、地质灾害以及煤矿开采等资料的基础上，结合无人机航飞获取高分辨率遥感影像，准确的完成矿山地质环境治理工作，极大地推进了地质测量技术的发展，有力地提高了地质测量的精确度和测量速度。

参考文献

[1]张祖勋，张剑清.数字摄影测量学[M].武汉大学出版社，2012.

[2]张启元，郑永虎等.高原无人机航测技术[M].青海民族出版社，2013.

[3]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.2013.

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