关于低空遥感的矿山地质数字化测量技术研究

1.1 技术特点

(1)无人机在低空飞行的状态下，可短时间内完成升空准备，操作较为简单，空域申请便利，并且能够按照实际的工作要求迅速到达指定的工作区域完成测绘任务，无人机的低空遥感系统具有快速响应的工作优势。

(2)无人机低空遥感系统中的传感器可帮助技术人员获取分辨率更高的数字影像数据，尤其是在特殊目标的监测工作中，无人机在搭载全色波段、单色波段等多种传感器的同时，能够进行多角度的拍摄工作，使无人机低空遥感系统具有较为明显的高分辨率特点。

(3)无人机的市场造价较低且维护工作相对简单，相对于传统测量技术中所使用的飞机航摄系统，无人机的运营本及维护成本都远远低于前者，并且在操作成本上，无人机也具有绝对的优势。在矿山地质的数字化测量中，无人机低空遥感系统的低造价特点使其得到了广泛地应用。

(4)无人机的数字产品中包括了多种全景摄影图像，逐级放大漫游，建立数字化的高程模型，以多样化的数字产品形式展现其测绘成果，能够满足更多的工作需求。

1.2 应用领域

1.2.1  应急测绘领域

近些年来，我国矿区内的自然灾害频繁发生，尤其是地质类灾害，对国民经济的影响是不容忽视的。我国矿区内所发生的地质类灾害每年造成的经济损失约为2000 亿元，故对矿区地质的测量工作十分重要，可根据测量结果采取一些防范措施，以减少经济损失。无人机的快速响应能力使其在地震灾害应急测绘中得到了重要应用，如水灾害及雪灾等事故中，无人机都能为应急测绘提供数据参考。

1.2.2  新农村建设领域

新农村建设是我国实现全面小康社会以后的重要战略部署，在新农村的建设中，无人机低空遥感测绘也能发挥出一定的作用。如表 2 所示，我国的村庄分布面积较广，但个体村庄的面积较小。若在新农村建设领域的测绘工作中使传统的飞机航空摄影测量技术，则会浪费许多成本，而无人机低空遥感数字化测量技术可为大比例尺地形图的制作提供优势。

1.3 无人机低空遥感系统

无人机低空遥感系统的构成主要包括以下六个方面 ：一是小型无人机飞行平台 ;二是飞行控制系统 ;三是影像获取设备 ;四是移动通信设备 ;五是遥控设备 ;六是地面的信息接收与处理设备。这些六种设备组成了无人机低空遥感系统，根据不同测量工作的需求，工作人员也可入其他设备辅助测量。

2  无人机低空遥感技术在矿山地质数字化测量中的应用

2.1 技术流程

2.1.1  像片控制测量

像片控制点的测量方法是影响测量数据成图的重要因素，也是加密测图数据的基本依据。在野外的像片控制点布设要按照区域网布点要求进行。其中像片控制点的选刺要依据实地目标物体的大小安排，将像片中的影像数据考虑清晰，然后进行内页转刺，刺点后应在现场配有文字说明及省略图，以表明点位与周围物体的关系。

2.1.2  内业采集数据与编辑地形图

地面物体及地貌的测绘工作可以人工作业的方式为主进行三维跟踪的立体测绘方法，尤其是对于矿山地质测量工作，由于矿山内的地形条件较为复杂，不适合人工进行实测量，而无人机低空遥感技术的方法可代替人工进行外业测绘，或是选用采编一体化的测绘方式，按照要求对地面物体的要素予以数据采集。

2.1.3  制作数字正射影像图

工作人需要对每个像对以 5m 网格为基本间距生成DEM 分别进行编辑，另外，依照航空像片的内外方位元素，工作人员应对所获取的航空像片进行方位元素上的调整，同时，还要对图片影像进行色彩平衡、轮廓裁切及镶嵌处理等，才能得出最后的正射影像。

2.2 精度分析

矿山地形以山地地形为主，其中的通讯线、低压电力线及其他管线的平面位置会存在误差，相关误差数值如表 3 所示。放宽到地面物点的附近野外控制点平面位置以后，误差约在 1.2 倍。

2.3 无人机低空遥感技术的应用优势

2.3.1  速度快、效率高

在应急测绘类的项目应用中，无人机低空遥感技术能发挥出巨大的行动优势，如在 2008 年汶川地震中，无人机低空遥感技术在山地区域内的搜救工作中起到了重要作用。由于无人机低空遥感技术能够在短时间内获取测量数据，为救灾指挥工作提供数据支持，便于工作人员在紧急情况下灾难进行评估，尤其是矿山区域内的地质类灾难，通常也是十分紧急的，速度与效率决定了应急救援的效果。

2.3.2  机动灵活性强

低空遥感测量作业的无人机具有快速的响应能力，可为测绘工作提供强有力的保障。由于低空遥感作业的无人机自身的设备较为轻便，故在飞行中，起降方式也更为多样，对起降场地的要求较低，便于调试和安装。矿山区域的山地形式较为复杂，客观的起降条件也较为恶劣，无人机能够适应这样的工作环境，并获取准确、高清的影像数据资料，极大地提升了测绘工作的应急保障能力。

2.3.3  分辨率高、信息处理速度快

在矿山区域的地质测量中，利用常规的摄影测量方法所需要的周期较长，其中包括图像获取及数据分析处理、绘制图像等，而无人机低空遥感及数能够在相对较短的时间内完成项目任务，并在数据处理方面具有更快的速度。无人机低空遥感系统可与地面设备相连，将拍摄的影像数据传输地面设备中，通过实时的分析和检测，完成对数据的处理、测量、加密、采集及测绘编辑工作，使无人机的低空遥感系统测量结果更为精准，而该项技术的高分辨率与处理速度使矿区的地质测量工作变得更为高效，促使我国地质测量工作向数字化发展。

3  结语

无人机形式的低空遥感技术在矿山地质测量中的应用已经趋于数字化发展，随着当代科学技术水平的提升，无人机低空遥感技术的发展前景越来越广阔，该项技术以其精准地测量结果及便捷的操作方式，为我国矿山地质数字化测量工作提供了更多的可能性，推动了测绘行业的稳步前进。