论文部分内容阅读
摘要：随着社会快速发展，人类对新能源探索的速度加快。尤其是矿产资源在工业生产中占据着重要地位。无人机航拍技术的出现使得矿山测绘工作更加精细。测绘报告为矿山开采方案提供系统的理论依据，下面围绕无人机航测展开讨论，主要介绍其重要性、关键点，并结合具体的测绘案例阐述其实际运用。
关键词：无人机航测；矿山测绘；运用
飞速发展的信息技术是无人机航测的技术支撑，将各类信息技术有效结合起来，从而实现对矿山的测绘。测绘工作是一项精细作业，需要工作人员具备较高的专业化水准，再加上精准的探测设备，就能完成对整个矿山的测绘。航测技术的使用使得煤矿开采效率大大提升，煤矿企业的经济效益最大化，目前对航测技术的研究还在不断进行当中。
一、必要性概述
无人机在矿山开采中应用的必要性表现在以下几个方面：自动化、智能化程度高，降低测绘人员的工作难度，测绘人员的工作效率有很大提升；彻底改善传统测绘的弊端，测绘速度变快，测绘精度远超传统的人工测绘；人类无法涉足的区域，无人机可以轻松进入，并对勘测区域的全景进行拍摄；将地质、水文等信息通过通信系统向计算机控制终端实时传输。该项技术的使用是矿山开采行业的重大变革，航拍测绘的实现，提升测绘精度的同时将企业的利益最大化，因此在矿山开采中使用该项技术是非常有必要的[1]。
二、对该项技术关键点的探析
随着经济的发展煤矿资源在社会生产中占据着重要地位。供暖、工厂生产等都需要用到大量的煤炭，为保证煤矿开采的数量和质量，利用航拍技术辅助矿山测绘是很有必要的。在航测过程中的关键点主要表现在以下几方面：前期资料搜集的全面程度逐渐提升。资料搜集的完整度直接关系到后期测绘工作是否能够顺利进行。前期采集的内容主要包括周边环境、该地区气候等。资料越详细测绘人员的后期工作就越顺利；航测的目的是获取完整、全面的矿山地形。为取得较好的拍摄效果，通常采用低空飞行的方式进行拍摄。技术人员只需通过遥控装置就能完成航测过程，适应大气污染严重、地势结构复杂的山体拍摄，测绘人员的健康得到充分保证。
无人机还能对开采工作实时跟进，施工者通过显示屏可以随时查看开采进度，并对工作面进行采样分析，根据检测结果可对开采方案进行调整，保证矿山开采处于最佳的工作状态。实时探测减少施工过程的盲目性，一定程度上保证预定的煤矿开采量；若想更好地完成航测作业，需要严格按照航测的步骤进行各项工作。作业流程主要包括区域划定、现场探测、数据汇总、后期处理等步骤，主要的流程分别是：划定航拍区域、现场勘测、设定航线规划、数据汇总、后期处理。
航测具有较强的专业性，在进行测绘工作时需要对无人机的运行原理、各个按钮的控制动作进行详细了解，才能在后期工作中熟练应用无人机辅助测绘。定位技术是航测的核心技术，利用该技术进行航测时需要以下部分共同完成工作：无人操作系统；高精度的传感器；导航系统；数据接收和处理系统。目前无人机航测已经取得很大的进步，测量精度提升，各项数据可以实时更新，将传统数据传输的滞后性彻底改善[2]。此外无人机制造原材料已在市场上普及，具有较低的生产成本。
三、三角测量
三角测量是航测时用到的主要技术，也是测绘中比较重要的环节.该项技术的使用需要注意以下几点：利用遥感测图设备，设置好需要测绘地点的坐标，并将焦距调整在最清晰的程度。将数据记录仪打开，记录航测过程中的动态数据；拍摄图片的相机不具有精确的测量功能，因此得到的照片边缘可能出现变形，此变形被称为畸变差。影响校正采用的是VzLowCor校正仪。对图像的边缘进行修正，得到更将准确的拍摄图片；无人机中的定位导向系统，在校正仪的辅助下，对原来的航线重新规划。无人机在图像校正和其它参数的帮助下，航线回到正确的轨道，主偏移量被校正。此过程被称为构建高程文件，文件的数据越完善，無人机航线就越准确，最终得到的数据就更加精确；三角测绘将测量区域分割成很多三角地带，无人机将每个三角区域的地形进行拍摄，最后需要将这些三角区域进行合并。接边是合并过程中最重要的环节，使用的是PAT-B平差软件，将影像经过空三加密处理，打印出最终的工程文件图。然后通过三维建模，将平面图像转化成立体图形，通过对矿山立体模型的分析，测绘人员就能清晰地绘制出矿山地形[3]。
四、实际航测案例
（一）确定航线
某测绘地区的面积大致为九平方千米，该处地形是盆地，四周是群山环绕，但山体不高。测绘区域的地形中间高两边低，最高的山体约1200米左右，最低山体高度在900米。海拔差距不大，且此处的植被丰富，有少量的人类居住，距离交通干线的距离较近，总区域的长宽比例为1：1，是一块较为规则的正方形区域。设计人员综合考虑该地区各方面的因素，最终确定八条线路，航测时需要八台无人机同时沿着规划好的线路行进。航线的重叠度控制在60%以下，并在航线中设置重要的曝光点，每条航线的曝光点在15处左右。
（二）地面操作
地面上需要设计信息接收终端，并派遣外业人员寻找合适的地区，建立临时测绘基地。在整个测绘区域以坐标系的方式全面掌控，在平面坐标的基础上，加上空间向量，测绘区域在三维坐标的监控下，航测过程不会出现疏漏。然后利用定位系统和通信系统，实现对测绘点的精准定位，在通信系统的帮助下向接收终端实时反馈航测情况。
（三）分析结果
测绘过程使用的是目前最先进的三角测量技术，小区域测量完成后，利用PAT-B软件对小单元进行边缘校正和合并。精度校核之后，航测的误差被控制在合理范围内。通过结果分析可知：误差精度在国家标准范围内，平面误差受环境的影响稍有降低，高程误差较小，两者配合有效提高测绘精度。无人机三角测量取得较好的效果，若拉近与地面的距离，可以提升平面精度。再加上空三加密技术，图像的分辨率有较大提升。
五、结束语
矿山测绘的精准程度直接决定着后期开采工作的顺利程度，可见测绘在矿产开采中的重要性。无人机航测的出现大大提升了矿山测绘的精度。本文通过对航测技术关键点的分析，再加上具体的测绘案例，将无人机航测进行详细的介绍。目前航测技术在很多行业都有应用，航测技术也在不断改进当中，在科技的推动下矿山测绘的精度会进一步提升。
参考文献：
[1]黄保泽.无人机航测在矿山测绘中的实际应用[J].环球人文地理，2016，（12）：64-64，65.
[2]邵金强.浅述无人机及其技术在地质工作中的应用[J].黑龙江科技信息，2014，（21）：125-126.
[3]薛阿亮.无人机航测技术的应用与实践[J].陕西煤炭，2013，（6）：70-72.
（作者单位：内蒙古广纳煤业（集团）有限责任公司）
关键词：无人机航测；矿山测绘；运用
飞速发展的信息技术是无人机航测的技术支撑，将各类信息技术有效结合起来，从而实现对矿山的测绘。测绘工作是一项精细作业，需要工作人员具备较高的专业化水准，再加上精准的探测设备，就能完成对整个矿山的测绘。航测技术的使用使得煤矿开采效率大大提升，煤矿企业的经济效益最大化，目前对航测技术的研究还在不断进行当中。
一、必要性概述
无人机在矿山开采中应用的必要性表现在以下几个方面：自动化、智能化程度高，降低测绘人员的工作难度，测绘人员的工作效率有很大提升；彻底改善传统测绘的弊端，测绘速度变快，测绘精度远超传统的人工测绘；人类无法涉足的区域，无人机可以轻松进入，并对勘测区域的全景进行拍摄；将地质、水文等信息通过通信系统向计算机控制终端实时传输。该项技术的使用是矿山开采行业的重大变革，航拍测绘的实现，提升测绘精度的同时将企业的利益最大化，因此在矿山开采中使用该项技术是非常有必要的[1]。
二、对该项技术关键点的探析
随着经济的发展煤矿资源在社会生产中占据着重要地位。供暖、工厂生产等都需要用到大量的煤炭，为保证煤矿开采的数量和质量，利用航拍技术辅助矿山测绘是很有必要的。在航测过程中的关键点主要表现在以下几方面：前期资料搜集的全面程度逐渐提升。资料搜集的完整度直接关系到后期测绘工作是否能够顺利进行。前期采集的内容主要包括周边环境、该地区气候等。资料越详细测绘人员的后期工作就越顺利；航测的目的是获取完整、全面的矿山地形。为取得较好的拍摄效果，通常采用低空飞行的方式进行拍摄。技术人员只需通过遥控装置就能完成航测过程，适应大气污染严重、地势结构复杂的山体拍摄，测绘人员的健康得到充分保证。
无人机还能对开采工作实时跟进，施工者通过显示屏可以随时查看开采进度，并对工作面进行采样分析，根据检测结果可对开采方案进行调整，保证矿山开采处于最佳的工作状态。实时探测减少施工过程的盲目性，一定程度上保证预定的煤矿开采量；若想更好地完成航测作业，需要严格按照航测的步骤进行各项工作。作业流程主要包括区域划定、现场探测、数据汇总、后期处理等步骤，主要的流程分别是：划定航拍区域、现场勘测、设定航线规划、数据汇总、后期处理。
航测具有较强的专业性，在进行测绘工作时需要对无人机的运行原理、各个按钮的控制动作进行详细了解，才能在后期工作中熟练应用无人机辅助测绘。定位技术是航测的核心技术，利用该技术进行航测时需要以下部分共同完成工作：无人操作系统；高精度的传感器；导航系统；数据接收和处理系统。目前无人机航测已经取得很大的进步，测量精度提升，各项数据可以实时更新，将传统数据传输的滞后性彻底改善[2]。此外无人机制造原材料已在市场上普及，具有较低的生产成本。
三、三角测量
三角测量是航测时用到的主要技术，也是测绘中比较重要的环节.该项技术的使用需要注意以下几点：利用遥感测图设备，设置好需要测绘地点的坐标，并将焦距调整在最清晰的程度。将数据记录仪打开，记录航测过程中的动态数据；拍摄图片的相机不具有精确的测量功能，因此得到的照片边缘可能出现变形，此变形被称为畸变差。影响校正采用的是VzLowCor校正仪。对图像的边缘进行修正，得到更将准确的拍摄图片；无人机中的定位导向系统，在校正仪的辅助下，对原来的航线重新规划。无人机在图像校正和其它参数的帮助下，航线回到正确的轨道，主偏移量被校正。此过程被称为构建高程文件，文件的数据越完善，無人机航线就越准确，最终得到的数据就更加精确；三角测绘将测量区域分割成很多三角地带，无人机将每个三角区域的地形进行拍摄，最后需要将这些三角区域进行合并。接边是合并过程中最重要的环节，使用的是PAT-B平差软件，将影像经过空三加密处理，打印出最终的工程文件图。然后通过三维建模，将平面图像转化成立体图形，通过对矿山立体模型的分析，测绘人员就能清晰地绘制出矿山地形[3]。
四、实际航测案例
（一）确定航线
某测绘地区的面积大致为九平方千米，该处地形是盆地，四周是群山环绕，但山体不高。测绘区域的地形中间高两边低，最高的山体约1200米左右，最低山体高度在900米。海拔差距不大，且此处的植被丰富，有少量的人类居住，距离交通干线的距离较近，总区域的长宽比例为1：1，是一块较为规则的正方形区域。设计人员综合考虑该地区各方面的因素，最终确定八条线路，航测时需要八台无人机同时沿着规划好的线路行进。航线的重叠度控制在60%以下，并在航线中设置重要的曝光点，每条航线的曝光点在15处左右。
（二）地面操作
地面上需要设计信息接收终端，并派遣外业人员寻找合适的地区，建立临时测绘基地。在整个测绘区域以坐标系的方式全面掌控，在平面坐标的基础上，加上空间向量，测绘区域在三维坐标的监控下，航测过程不会出现疏漏。然后利用定位系统和通信系统，实现对测绘点的精准定位，在通信系统的帮助下向接收终端实时反馈航测情况。
（三）分析结果
测绘过程使用的是目前最先进的三角测量技术，小区域测量完成后，利用PAT-B软件对小单元进行边缘校正和合并。精度校核之后，航测的误差被控制在合理范围内。通过结果分析可知：误差精度在国家标准范围内，平面误差受环境的影响稍有降低，高程误差较小，两者配合有效提高测绘精度。无人机三角测量取得较好的效果，若拉近与地面的距离，可以提升平面精度。再加上空三加密技术，图像的分辨率有较大提升。
五、结束语
矿山测绘的精准程度直接决定着后期开采工作的顺利程度，可见测绘在矿产开采中的重要性。无人机航测的出现大大提升了矿山测绘的精度。本文通过对航测技术关键点的分析，再加上具体的测绘案例，将无人机航测进行详细的介绍。目前航测技术在很多行业都有应用，航测技术也在不断改进当中，在科技的推动下矿山测绘的精度会进一步提升。
参考文献：
[1]黄保泽.无人机航测在矿山测绘中的实际应用[J].环球人文地理，2016，（12）：64-64，65.
[2]邵金强.浅述无人机及其技术在地质工作中的应用[J].黑龙江科技信息，2014，（21）：125-126.
[3]薛阿亮.无人机航测技术的应用与实践[J].陕西煤炭，2013，（6）：70-72.
（作者单位：内蒙古广纳煤业（集团）有限责任公司）