張曉偉

（甘肅省有色金屬地質勘查局蘭州礦產勘查院，甘肅 蘭州 730000）

隨著科技水平不斷提升，我國航空拍攝技術得到了較大幅度提升，無人機航測技術應用也越來越廣泛，無人機航測攝像技術在礦區(qū)地形測量領域得到較為深入地應用，對于提高測量操作便捷性與準確率都有著較好應用效果，大大突破了普通攝影技術清晰度不足與人工測量不便缺陷，在提高測量工作質量與效率同時提高了對礦區(qū)地形測量準確性，在礦區(qū)地形測量中有著極為重要應用意義。

1 無人機航測技術相關概述

無人機低空遙感技術是無人機航測技術應用核心，主要是通過將高清數(shù)碼攝像機安裝在無人機上，借助無人機運行靈活性、機動性，實現(xiàn)對任意角度、較遠距離拍攝，進而完成測量信息收集[1]。無人機航測技術在實際運用過程中，需要面對霧雨天氣、云層、樹木、建筑等環(huán)境因素干擾，這就需要確保無人機及其配置攝像機具備較為卓越性能，同時要求操作人員具備較為嫻熟操作技術。隨著現(xiàn)代科技不斷發(fā)展，無人機航測技術已經克服了大部分環(huán)境因素影響，結合對GPS系統(tǒng)與遠程操控系統(tǒng)整合融合，在礦區(qū)地形測量中得到了較為廣泛應用。

2 無人機航測技術應用優(yōu)勢

2.1 較高測量速率

一般來說，在礦區(qū)測量工作中出現(xiàn)突發(fā)狀況需要在較短時間內完成測量工作，在第一時間內有效控制事態(tài)，這就要求測量工作較高速率。較之傳統(tǒng)人工測量，無人機航測技術無論是在速度、拍攝角度，還是在信息傳遞速度方面，都有著較大應用優(yōu)勢，可以使測量人員在第一時間內掌握事態(tài)信息。同時避免了手工輸入數(shù)據產生誤差，提高了礦區(qū)地形數(shù)據采集準確性、統(tǒng)一性[2]。例如，無人機航測技術運用可以在較短時間內完成2000km2范圍拍攝測量，在此過程中對于突發(fā)狀況可以為快速反應提供較好技術支持。

2.2 較大測量范圍

無人機具備高低空飛行能力，進而能夠實現(xiàn)對地面多角度、遠距離、大范圍拍攝，克服了人工測量在角度、地形等方面限制，尤其是其靈活性、適應性、低空作業(yè)特性使得測量數(shù)據更具層次性，為數(shù)據分析提供更為詳實基礎數(shù)據。無人機航測技術同時兼顧了大范圍、高精度、實時性礦區(qū)測量要求，結合圖像融合技術，航拍圖像分辨率甚至可以實現(xiàn)厘米級，尤其是能夠借助3D仿真模擬技術與立體圖形分析技術，實現(xiàn)了對較高測量分辨率與數(shù)據準確傳遞。

2.3 明顯測量周期優(yōu)勢

在確保日常維護與正常休息前提下，無人機可以實現(xiàn)長時間使用，較之人工作業(yè)具備明顯周期性優(yōu)勢，由此帶來較為高效工作效率。一般來說，無人機航測能夠在較短時間內獲得較多航拍影像，通常在一個星期內即可完成外業(yè)數(shù)據采集工作，大大提高了測量效率。外除了無人機本身正常運行與正確人工操作之外，在其背后還有著一系列措施、系統(tǒng)作為支撐，確保測量工作綜合性得到有效提升，為無人機測量技術應用較強周期性提供保障。

3 無人機航測技術測量數(shù)據處理流程分析

借助無人機完成低空測量之后，需對測量所得數(shù)據進行全面收集、處理。在現(xiàn)代無人機技術不斷發(fā)展推動下，相關數(shù)據影像處理技術也在不斷提升，當前已經具備了較為全面與無人機配套使用影像匹配技術、影像處理技術、空中三角加密處理技術[3]。測量所得數(shù)據資料提取水平也越來越高，對于礦區(qū)地形環(huán)境測量準確性也在不斷提升。目前，我國較為流行DPGrid和PixelGrid 系統(tǒng)，其操作流程主要為：在利用無人機完成數(shù)據采集之后，從數(shù)據平臺中導出相應航拍數(shù)據，對數(shù)據進行有效重新整理之后采用智能匹配方式檢查數(shù)據異常，再將準確數(shù)據進行相關計算分析，得到影響具體位置。然后協(xié)助密集匹配技術獲得三維DSM點云，對DSM數(shù)據進行分析、篩選、刪除之后，得到規(guī)格格網DEM信息，進而完成數(shù)據提取生成得到完整礦區(qū)地形圖像及地形數(shù)據。

4 無人機航測技術在礦區(qū)地形測量中應用

無人機航測技術在礦區(qū)地形測量領域中有著極為重要應用，除了能夠大大減輕測量工作負擔之外，對于礦山開采規(guī)劃、礦山資源保護、礦山環(huán)境整治方面都有極為中參考、支撐作用，為礦產行業(yè)發(fā)展提供了極大推動力。在礦區(qū)地形測量過程中，無人機航測技術應用主要分為以下四個部分。

4.1 在礦區(qū)地形數(shù)據信息采集方面應用

數(shù)據采集中無人機航測技術應用能夠減少人力成本，危險性低，較之普通航空攝影與人工測量有著較大優(yōu)勢。礦區(qū)地形數(shù)據測量通常涉及對危險區(qū)域、特殊區(qū)域測量，人力測量方式需要浪費大量人力成本，效率較低，甚至具備較大危險性。傳統(tǒng)測量技術在精準度上難以保障，設備也極易受到地形環(huán)境、建筑等因素影響而導致測量效果不理想。而采用無人機航測技術能夠有效提高礦區(qū)地形數(shù)據測量工作質量與工作效率。無人機體積較小，而且操作較為靈活，能夠飛行到一些人工測量困難特殊區(qū)域采集數(shù)據，而且不會受到高空云層、建筑物影響，加上無人機飛行速度較快，攝像角度能夠結合地形情況進行自動調整，提高測量數(shù)據準確性同時提高數(shù)據采集速度。

4.2 在圖像處理方面應用

傳統(tǒng)攝影測量技術在完成數(shù)據采集之后需要人工進行測量數(shù)據處理，會對測量精度造成較大影響。傳統(tǒng)測量方式數(shù)據采集極易受到環(huán)境、自然條件等影響，后期數(shù)據處理也會出現(xiàn)數(shù)據失真問題，影響測量數(shù)據準確性。無人機航測技術應用則能夠很好地緩解這一問題。人機內部自載數(shù)據處理系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)對失真數(shù)據初步處理，尤其是近年來智能技術不斷應用能夠實現(xiàn)對照相關資料對測量數(shù)據進行修改，對修改事項進行標注。無人機攝像測量技術能夠實現(xiàn)對拍攝圖片初步加工處理，提高圖片質量，減輕后期操作強度，進而提高礦區(qū)地形測量工作效率。

4.3 在信息修正方面應用

攝像測量技術測量數(shù)據關聯(lián)性較低，普通航空攝影系統(tǒng)失誤現(xiàn)象也較為常見，難以有效提升礦區(qū)地形測量工作效率。無人機航測技術能夠有效緩解這一問題，尤其是無人機技術已經初步實現(xiàn)了智能化，實現(xiàn)對攝像內容詳細修改，加上與GIS/GPS系統(tǒng)有效結合，借助網絡技術實現(xiàn)對測量區(qū)域地形地貌圖像對比，找到差異之處，進而實現(xiàn)對圖像信息初步修正，提高可圖像準確性與測量工作效率。

4.4 在數(shù)據加密處理方面應用

無人機上裝配是高清晰攝像裝置并不是專門測量相機，極易受到光反射、折射現(xiàn)象影響，而導致圖像內容發(fā)生光纖畸變，造成攝像圖片與實際情況不符。因此應通過技術更新實現(xiàn)對光線對攝影成像影響嚴格控制。自動空三加密技術應用能夠較好解決這一問題[4]。采用空中三角測量技術，對區(qū)域內定位與姿態(tài)測量進行準確確定，以獲取相應空間點坐標?？杖用芗夹g在無人機測量中應用能夠有效提升礦區(qū)地形測量準確性?，F(xiàn)階段，Pix4D+EPS+CASS系統(tǒng)普遍應用于我國礦區(qū)地形測量工作中，進而會產生三種數(shù)據，借助數(shù)據加密技術實現(xiàn)數(shù)據匯總與地形、地貌圖有效整合。

5 無人機航測技術測量應用注意事項

在實際應用過程中，無人機航測技術也存在許多缺陷，應對以下幾個方面予以高度重視：一是做好測量范圍規(guī)劃，做好飛行測量準備，如風速測量、航高確定，確保航線空間安全；二是要特別注意像控布設，必須結合當?shù)貙嶋H情況進行合理布設，400m正方形網格布設多以像控點布控方式主，也可在此方式基礎上在測量區(qū)域外合理地添加加像控點；三是由于無人機低空攝像技術使用并非專業(yè)測量攝像裝置，因此在避免出現(xiàn)光學畸變方面應在空三加密前對圖像進行變差調整。

6 結論

總而言之，在礦區(qū)地形測量中無人機航測技術發(fā)揮了非常積極的作用，在具體實踐過程中要求工作人員能夠正確掌握其應用方法還有相關注意事項，方可切實將其價值充分發(fā)揮出來。