基于无人机遥感技术的矿山地质精细化测绘方法
邵启伟
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邵启伟,. 基于无人机遥感技术的矿山地质精细化测绘方法[J]. 矿山工程与技术,2023.6. DOI:10.12721/ccn.2023.157275.
摘要:
大部分赋存矿产资源的矿山具有地质环境复杂的特点,存在一些危险区域,包括地质裂缝、塌陷等区域。人工执行此项工作,不仅耗时、耗力,还会存在勘查结果与实际结果偏差较大的问题。为解决此种问题,为矿山工程的规范化实施提供全面的技术指导与帮助,本文将在此次研究中,将无人机遥感技术作为支撑,设计优化的地质测绘方案,将现代化技术贯穿在矿山工程测绘工作中,保证矿山工程的安全、有序施工。本文主要分析基于无人机遥感技术的矿山地质精细化测绘方法。
关键词: 无人机测绘方法精细化地质遥感技术矿山
DOI:10.12721/ccn.2023.157275
基金资助:

引言

鉴于国内航空航天科研技术研究的日益成熟,以及对民用应用的需要,无人机遥感技术成为了各个行业发展的主要支撑技术。相比传统的测绘技术,此项技术具有时效性高、集成性强、智能化优势显著等特点,随着与之相关研究的深入,无人机遥感技术已经渗透到了市场内多个作业领域,成为了现阶段我国科研工作的研究重点与未来无人机遥感发展的主要趋势。在深入行业发展的研究中发现,矿山工程是维系并支撑我国工业发展的主要工程项目,为满足经济建设与发展需求,矿产资源的开发规模越拉越大、行业对矿产资源的需求量越来越高。

1、无人机遥感技术概述

矿山测量工作具有一定复杂性、系统性和综合性,测量技术的选择和应用直接决定测量结果的精准度。在现代矿山测量中利用无人机遥感技术可为矿山企业提供全面数据支持和技术保障,无人机遥感技术可以利用倾斜测量、垂直测量方式获取遥感影像信息,对被测量对象所在区域的关键因素实施监测。

1.1需求调研

在露天矿山测量工作开展之前,需要做好准备工作。首先技术人员要深入现场勘查地理地质环境,明确无人机飞行高度,掌握天气、温度、风力等自然环境因素对无人机航拍产生的影响;同时要合理确定航拍时间、航拍高度,根据矿山测量的具体需求制定测量地标物区域,当完成该区域的外扩工作之后,再具体设定摄像区域。此外,在准备阶段还要做好DOM分辨率和三维模型分辨率的设置,为后续的航拍工作做好准备。

1.2外业航拍

使用无人机进行航拍时,要根据具体情况记录分析航拍区域的基础信息和航拍对象的具体特征,结合现代化通信技术、GPS技术将相关的地理数据和影像数据嵌入其中,在完成上述内容之后要汇总获得的数据信息,并对相关数据展开全面、准确、及时的分析,再与露天矿山的实际测量需求和实际状况进行对比。露天矿山测量工作在实际执行过程中受到气候条件、地质条件和测量设备等因素的影响,获得的测量数据可能会出现不准确、遗漏、丢失等情况;此外,测量人员专业技术不过硬、责任意识薄弱也会降低外业测量数据的准确度。针对测量不全面、数据准确度不足、数据信息不及时等问题,对存在问题的测量环节进行补测工作,保证各类数据的真实有效,起到补充数据的作用,提高外业测量工作的质量。

2、矿山测量中无人机遥感技术的应用优势分析

在矿山测量过程中,勘查技术和装备的水平和作业效率直接影响着开发效率和利用程度。目前我国矿山系统由于资源枯竭、功能受到限制等因素,对矿山产业的发展十分不利。在这样的大背景下,需要依托对矿区实施建模、匹配和融合,合理评价矿山塌陷区的经济和生态环境,并在此基础上深入分析塌陷导致的地面裂缝、土地侵蚀情况,综合确定并掌握塌陷区建筑物被破坏等地质灾害情况,为矿山生产与管理工作的深化展开提供支持。由于实际的矿山地形测量面积较大、矿山植被覆盖率较高、矿区内建筑物较多,所以在应用传统测绘技术展开测量实践期间,很容易导致测量结果不准确。而无人机技术在垂直空间结构方面的信息提取优势明显,与水平空间数据相结合,可以多方位地监测矿山生态环境。无人机遥感矿山测量技术是一项正在被大范围应用的新型测量技术。矿山每时每刻都在生产,这也就导致地形每时每刻都会发生变化,需要高精度地收集和处理大量信息。因此,无人机遥感技术有着极高的应用优势,在利用相应技术实施矿山测量的过程中,能够迅速获取到更为准确的结果数据,避免矿山生产等其他工作遭受负面影响。同时,在传统的矿山测量工作中,普遍依托GPS、全站仪等设备的综合利用完成矿山测量,且需要测量人员进入现场展开测量,因此整个测量工作的安全水平偏低,实际消耗的时间也相对较长。此外,应用传统的测量手段展开矿山测量所得到的数据成果比较单一、无法实现三维可视化,所以难以满足现代化矿山快速更新的数字化要求。无人机测绘因其具有精度高,速度快,成本低等诸多优点,其在国土测绘和规划设计以及救援救灾方面已经得到较为广泛的应用。

3、无人机遥感技术的矿山地质精细化测绘方法

3.1布置无人机遥感测绘像控点与数据采集

为实现对矿区地质环境的精准测绘,在设计方法前,根据无人机遥感测绘作业的需求,布置对应的像控点。像控点是常规测绘与地质测量中的控制点,其主要目标是通过布置控制网络,使测绘结果具有较高的准确性,布置中,参照采用航空网络和地区网络的布局方式,控制航线网络的绝对方向,纠正航线网络的变形。同时,应充分利用航线网络,在各高程航线间设置适当数量的像控点,拍摄规模和成图比例、航段高度的差异,会直接造成基线数目的差异,因此,应在在关键位置布设两个平面高像控点,以平面为无人机遥感航摄方向时,设置至少7个不同跨度的基线。完成基线的布置后,使用GPS静态观测法,校正像控点的平差。

3.2数据导出和加密计算

在数据导出中会使用Pix4DMapper软件进行影像的处理,然后借助DEM将数据引入到专业软件中制成正射影像,最后在进一步的处理下,完成最终图像的制成。需要注意的是,在针对像控点进行坐标测量时,要关注大气折光等外在因素造成的误差,进而在有效地自检校平差技术应用下,对坐标数据进行针对性处理矫正。在无人机航测系统完成矿山的前期测量后,需要技术人员用正确合理的解析方式,对加密点的坐标进行精确定位和确定。在完成相片数据的合理分析下,使框坐标残值保持近于零的绝对值。在基于对矿山地形测量数据的及时有效处理下,最大限度降低数据误差值。在空三加密计算中,可以利用平差等方式降低各类外在因素对矿山测量的数据影响,确保数据更有全面、真实性。

3.3无人机航测出图与对比

在矿山实际测量完成前期准备和实际航测工作后,需要由两名技术人员对航测数据进行整理,通过1-2天内业整理,可以对矿山的最终地形图进行生成,能满足矿山管理需要。当与传统的RTK测量或者全站仪进行测绘时,同样由两名技术人员进行工作,需要至少20天才可以完成矿山地形图的生成,且最终地形图存在模糊和不全面的问题,不利于矿山各方面工作的展开。

结束语

综上所述,露天矿山测量工作具有一定的复杂性,受到天气条件、设备因素、人为因素的影响比较大,在测量过程中运用无人机遥感技术可以提高测量效率,该技术具有数据获取周期短、灵活性高、分辨率高等特征。加强对无人机遥感技术的研究和应用有助于提高露天矿山测量水平,保证数据的及时性、完整性。

参考文献:

[1] 唐尧,马松,王立娟,等.高分辨率遥感技术在地质灾害调查与成灾规律分析中的应用--以攀西米易地区为例[J].中国地质调查,2022,9(3):96-103.

[2] 许锐,刘洪剑.无人机多光谱遥感技术在松材线虫病疫区疑似疫木普查监测中的应用[J].安徽林业科技,2022,48(3):19-22.

[3] 郭帮杰,潘蔚,张闯,等.基于遥感技术沙特阿拉伯地区钙结岩型铀矿成矿要素识别及潜力评价[J].自然资源遥感:1-8.

[4] 王罗其,傅伟军,叶正钱,等.基于地理信息系统和遥感技术的山核桃产区林地土壤质量退化评价[J].浙江大学学报(农业与生命科学版),2022,48(2):216-226

[5]刘文,王猛,宋班,等.基于光学遥感技术的冰崩隐患遥感调查及链式结构研究--以西藏自治区藏东南地区为例[J].自然资源遥感,2022,34(1):265-276

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