付旭陽(yáng)
(華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊(duì),河北 承德 067000)
礦業(yè)在我國(guó)屬于重要支柱型產(chǎn)業(yè),測(cè)繪作為礦山開采的前提條件,將無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于礦山開采前期的測(cè)繪工作中,其與傳統(tǒng)人工操作的方式相比有著更高的精度和效率,同時(shí)還能夠憑借無(wú)人機(jī)較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性能,完成一些工作人員無(wú)法完成的操作,詳細(xì)對(duì)礦區(qū)的地物﹑地貌進(jìn)行測(cè)量,不僅可以縮短獲取信息的時(shí)間,而且可以提高作業(yè)的精度,該技術(shù)的出現(xiàn)使得我國(guó)露天礦山測(cè)繪在未來(lái)有著十分廣闊的發(fā)展前景。
無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用具有較強(qiáng)的智能化水平和較強(qiáng)的作業(yè)能力,在適當(dāng)高度通過(guò)無(wú)人機(jī)上搭載的高分辨率攝像機(jī)開展攝影以及數(shù)據(jù)采集等工作,隨后利用無(wú)人機(jī)上的傳感器將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息傳輸至地面站或用戶終端,便于工作人員接收數(shù)據(jù)信息以及影像模型。
在當(dāng)前的測(cè)繪領(lǐng)域,無(wú)人機(jī)展現(xiàn)出了無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì),其未來(lái)發(fā)展空間十分廣闊,可以全面﹑真實(shí)地將地理空間數(shù)據(jù)信息反映出來(lái)。在露天礦山測(cè)繪中應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù),除了可以提高測(cè)繪工作的靈活性外,還能夠提高數(shù)據(jù)﹑影像采集的效率和精度,以便為后續(xù)礦山開采工作的開展提供更加可靠的支持。
在露天礦山測(cè)繪工作中,往往會(huì)面臨復(fù)雜的外部環(huán)境,同時(shí)人工測(cè)量的方式具有較高的危險(xiǎn)性,有許多位置工作人員難以到達(dá),如懸崖﹑陡坡﹑深坑等復(fù)雜區(qū)域。運(yùn)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù),可以在無(wú)人機(jī)設(shè)備的支持下高效﹑精準(zhǔn)完成測(cè)繪工作,在高分辨率攝像機(jī)以及傳感器的支持下可以捕捉和傳輸高精度的畫面,以便提高測(cè)繪工作的整體成效[1]。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用可以提高所采集數(shù)據(jù)信息的精度,同時(shí)還能夠與計(jì)算機(jī)終端結(jié)合,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的可視化,能夠?yàn)楹罄m(xù)露天礦山開采﹑修復(fù)等工作的開展提供更加有效地指導(dǎo)。
無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用,使得露天礦山測(cè)繪工作呈現(xiàn)出信息化﹑自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì),與傳統(tǒng)人工測(cè)繪的方式相比,采用無(wú)人機(jī)測(cè)繪的方式,不僅可以提高工作的整體效益,還可以減少測(cè)繪工作中的成本投入。在現(xiàn)代科技不斷發(fā)展的過(guò)程中,無(wú)人機(jī)以及攝影設(shè)備﹑傳感設(shè)備等的體積不斷減小,不僅方便攜帶,操作也十分靈活,可以最大限度滿足露天礦山測(cè)繪工作的要求。
在露天礦山測(cè)繪中,往往會(huì)涉及許多復(fù)雜的工作區(qū)域,包括了尾礦庫(kù)﹑排土場(chǎng)等具有較高危險(xiǎn)性的區(qū)域,在開展測(cè)繪工作的時(shí)候往往會(huì)出現(xiàn)一些不確定因素,人工測(cè)繪的方式一旦遭遇風(fēng)險(xiǎn)可能無(wú)法及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急。傳統(tǒng)人工作業(yè)的方式會(huì)受現(xiàn)場(chǎng)許多因素干擾,倘若出現(xiàn)應(yīng)急問(wèn)題,將難以進(jìn)行處理,會(huì)導(dǎo)致大量成本流失,甚至?xí)l(fā)生重大安全事故。在露天礦山測(cè)繪中運(yùn)用無(wú)人機(jī)技術(shù),可以有效對(duì)各種應(yīng)急情況進(jìn)行處理,憑借無(wú)人機(jī)的較淺靈活性優(yōu)勢(shì),利用計(jì)算機(jī)終端在遠(yuǎn)程操作的情況下就能夠完成測(cè)繪工作,在此期間倘若出現(xiàn)突發(fā)情況,也可以及時(shí)派出無(wú)人機(jī)進(jìn)行調(diào)查,便于及時(shí)開展應(yīng)急工作,避免對(duì)工作人員的生命安全造成威脅。
在露天礦山測(cè)繪工作開展之前,需要對(duì)露天礦山的規(guī)模以及礦山周邊環(huán)境進(jìn)行調(diào)查,深入分析礦山內(nèi)部礦產(chǎn)資源分布情況,結(jié)合礦產(chǎn)資源分布情況對(duì)測(cè)繪區(qū)域進(jìn)行確定,結(jié)合特定區(qū)域的情況提前制定測(cè)繪方案,避免在實(shí)際開展礦產(chǎn)測(cè)繪工作的時(shí)候,因區(qū)域劃分不合理導(dǎo)致各種問(wèn)題出現(xiàn)。另外,還需要根據(jù)實(shí)際要求及時(shí)對(duì)露天礦山測(cè)繪中存在的問(wèn)題進(jìn)行處理,發(fā)揮各項(xiàng)技術(shù)手段在露天礦山測(cè)繪中的作用,最大限度滿足后期礦山開采和修復(fù)工作的要求。
在有效降低露天礦山測(cè)繪的難度,需要根據(jù)相關(guān)要求以及礦山的實(shí)際情況對(duì)各種儀器設(shè)備進(jìn)行調(diào)整,根據(jù)測(cè)繪工作的實(shí)際開展要求,提前調(diào)整相關(guān)儀器設(shè)備的運(yùn)行參數(shù),保證相關(guān)儀器設(shè)備在露天礦山測(cè)繪工作中的應(yīng)用效果,保證儀器設(shè)備運(yùn)行的高效性,以便獲取更加全面﹑精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息,充分發(fā)揮各類儀器設(shè)備在露天礦山測(cè)繪工作中的作用。另外,還需要加大對(duì)露天礦山測(cè)繪中相關(guān)儀器設(shè)備的管理和維護(hù)力度,針對(duì)一些使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的儀器設(shè)備,在條件允許的情況下需要及時(shí)進(jìn)行更換,避免儀器設(shè)備出現(xiàn)故障阻礙測(cè)繪工作順利開展。
在露天礦山測(cè)繪工作中,對(duì)礦山的監(jiān)測(cè)監(jiān)督需要綜合考慮許多因素,在實(shí)際開展測(cè)繪工作的過(guò)程中可能會(huì)受許多因素阻礙,這就需要加強(qiáng)對(duì)露天礦山的實(shí)時(shí)監(jiān)督,便于相關(guān)部門及時(shí)處理露天礦山監(jiān)測(cè)中存在的問(wèn)題,保障后續(xù)測(cè)繪工作順利開展。在實(shí)際對(duì)露天礦山進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中,需要做好各類基礎(chǔ)信息的采集工作,通過(guò)強(qiáng)化對(duì)各類基礎(chǔ)信息進(jìn)行分析的方式,明確監(jiān)測(cè)工作中存在的問(wèn)題,以便為露天礦山測(cè)繪工作提供有效參考,避免在測(cè)繪工作中出現(xiàn)同類問(wèn)題,運(yùn)用各種現(xiàn)代化技術(shù)手段保障露天礦山測(cè)繪工作順利開展。
為規(guī)避各種因素對(duì)露天礦山測(cè)繪工作的影響,在實(shí)際開展測(cè)繪工作之前需要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)工作人員的培訓(xùn),確保工作人員明確測(cè)繪工作的相關(guān)規(guī)章制度,避免人為因素給測(cè)繪工作的順利開展造成阻礙,全面提高露天礦山測(cè)繪的效率[2]。由于露天礦山的規(guī)模較大,在傳統(tǒng)工作模式下可能會(huì)面臨工作人員不足的情況,這就要求相關(guān)部門進(jìn)一步加大對(duì)人才的引進(jìn)力度,加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)技術(shù)手段的運(yùn)用,尤其是在無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的幫助下,有效解決人員不足的問(wèn)題。
為保證礦山生產(chǎn)嚴(yán)格按照提前制定的計(jì)劃目標(biāo)進(jìn)行作業(yè),需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪的方式設(shè)計(jì)大比例尺地形圖,為露天礦山生產(chǎn)的監(jiān)控生產(chǎn)﹑調(diào)節(jié)生產(chǎn)以及工程計(jì)量等提供有效的數(shù)據(jù)支持,確保礦產(chǎn)資源可以得到有效開發(fā),同時(shí)還能夠加強(qiáng)對(duì)礦山的保護(hù)與修復(fù)力度,在保證礦山生產(chǎn)安全性的基礎(chǔ)上,最大限度降低生產(chǎn)過(guò)程對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響。
露天礦山的區(qū)域主要可以劃分為采場(chǎng)廢渣堆砌場(chǎng)﹑尾礦庫(kù)﹑采場(chǎng)永久邊坡等,為積極推動(dòng)綠色礦山建設(shè),對(duì)露天礦山進(jìn)行修復(fù),可以在無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的支持下,全面對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè),掌握露天礦山的植被生長(zhǎng)﹑水文環(huán)境﹑水土流失等情況,通過(guò)采集實(shí)時(shí)影像的方式,全面對(duì)露天礦山的情況進(jìn)行反映,有利于保證露天礦山合理開發(fā)和利用,并在礦山生產(chǎn)過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù),積極推動(dòng)礦山綠色化發(fā)展。
露天礦山礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用,無(wú)論是生產(chǎn)﹑工藝還是組織﹑決策,在現(xiàn)代化技術(shù)的推動(dòng)下正逐漸呈現(xiàn)數(shù)字化趨勢(shì),在無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的支持下,可以提供準(zhǔn)確的空間定位信息,將礦山及周邊的地貌﹑地物﹑地質(zhì)等三維坐標(biāo)真實(shí)模擬出現(xiàn),有利于加強(qiáng)對(duì)礦產(chǎn)資源的管理,在3S技術(shù)的支持下有利于建設(shè)數(shù)字化智慧礦山。
在開展露天礦山測(cè)繪工作的時(shí)候,需要考慮眾多因素,在前期準(zhǔn)備不充足的情況下,各項(xiàng)工作的開展容易受到阻礙,導(dǎo)致難以滿足露天礦山測(cè)繪監(jiān)測(cè)工作的要求,同時(shí)還會(huì)對(duì)礦山開采區(qū)域的規(guī)劃造成一定程度的影響。對(duì)此,需要在露天礦山測(cè)繪的前期準(zhǔn)備階段,采用相應(yīng)手段做好前期調(diào)查工作[3]。在露天礦山測(cè)繪的前期調(diào)研階段,可以借助無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)對(duì)露天礦山的整體情況進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)繪﹑精準(zhǔn)把控,做好基礎(chǔ)的信息收集工作,保證各類數(shù)據(jù)信息的完整性﹑精準(zhǔn)性,確保前期調(diào)研工作能夠更好地滿足露天礦山測(cè)繪工作的要求。不同的無(wú)人機(jī)設(shè)備其運(yùn)行參數(shù)以及搭載的攝影裝置﹑傳感裝置存在一定差異,這需要相關(guān)部門綜合考慮露天礦山的情況,有針對(duì)性調(diào)整攝影設(shè)備的分辨率以及無(wú)人機(jī)的運(yùn)行參數(shù),避免無(wú)人機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中相關(guān)裝置出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,利用無(wú)人機(jī)全面了解露天礦山的真實(shí)情況,并由專業(yè)人員對(duì)手機(jī)的影像﹑數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,全面了解露天礦山的情況,如地形地貌﹑礦產(chǎn)資源分布情況等,以便快速確定露天礦山開采和修復(fù)方案。運(yùn)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù),還可以降低露天礦山測(cè)繪前期準(zhǔn)備工作的難度,提高測(cè)繪工作的整體效率。
為充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在露天礦山測(cè)繪中的作用,除了要遵守各類規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)外,還應(yīng)當(dāng)結(jié)合露天礦山的規(guī)模以及礦產(chǎn)資源的分布情況,提前對(duì)無(wú)人機(jī)的航線進(jìn)行規(guī)劃,保證無(wú)人機(jī)按照提前設(shè)計(jì)的航線運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)對(duì)露天礦山以及特定區(qū)域的精準(zhǔn)航拍,有效規(guī)避無(wú)人機(jī)運(yùn)行中存在的各種問(wèn)題。在對(duì)無(wú)人機(jī)航線進(jìn)行規(guī)劃的過(guò)程中,需要確保無(wú)人機(jī)在不同礦區(qū)的垂直和傾斜航拍效果,保證各部位的攝影分辨率。在規(guī)劃無(wú)人機(jī)航拍路線的時(shí)候,還需要結(jié)合前期收集的數(shù)據(jù)信息,將其作為調(diào)整無(wú)人機(jī)運(yùn)行參數(shù)以及設(shè)計(jì)航線的標(biāo)準(zhǔn),避免無(wú)人機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中受阻,充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在露天礦山測(cè)繪工作中的作用。通常,在規(guī)劃無(wú)人機(jī)航線的時(shí)候還需要對(duì)相關(guān)設(shè)備的航拍角度以及分辨率等參數(shù)間調(diào)整,隨后按照提前設(shè)計(jì)的參數(shù)確定無(wú)人機(jī)的航線,避免在露天礦山測(cè)繪中應(yīng)用無(wú)人機(jī)出現(xiàn)航線便宜的情況,保證露天礦山測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性[4]。
由于無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在測(cè)量過(guò)程中可能出現(xiàn)一些問(wèn)題,需要充分考慮航拍過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,收集與露天礦山相關(guān)的數(shù)據(jù)信息,保證測(cè)繪的實(shí)質(zhì)效果,在反復(fù)作業(yè)的過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),以便對(duì)無(wú)人機(jī)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,最大限度滿足露天礦山測(cè)繪工作的要求。在對(duì)航拍技術(shù)進(jìn)行搜集的時(shí)候,需要根據(jù)露天礦山的整體情況以及測(cè)繪工作的要求,加大無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在測(cè)繪工作中的應(yīng)用力度。在無(wú)人機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中,工作人員還需要對(duì)無(wú)人機(jī)的垂直與傾斜角度進(jìn)行調(diào)整,設(shè)置相應(yīng)的傳感裝置,利用傳感器將無(wú)人機(jī)搜集的數(shù)據(jù)信息快速﹑準(zhǔn)確傳輸至終端設(shè)備,便于工作人員及時(shí)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合和分析,從而呈現(xiàn)露天礦山的實(shí)際情況。在必要的時(shí)候,還可以結(jié)合收集的數(shù)據(jù)信息對(duì)露天礦山測(cè)繪工作方案進(jìn)行調(diào)控,進(jìn)一步提高無(wú)人機(jī)收集數(shù)據(jù)信息的及時(shí)性與完整性,同時(shí)還能夠加強(qiáng)該技術(shù)與3S技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)用,便于更加高效﹑精準(zhǔn)地完成露天礦山測(cè)繪工作。
在露天礦山測(cè)繪中,會(huì)涉及到大量數(shù)據(jù)信息,這就需要相關(guān)部門按照相應(yīng)流程對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理,以便為露天礦山的后續(xù)開采﹑修復(fù)等工作提供有效參考。在實(shí)際處理數(shù)據(jù)信息的過(guò)程中,要進(jìn)一步加大對(duì)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用,全面了解露天礦山的真實(shí)情況,結(jié)合露天礦山的真實(shí)情況對(duì)各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理。在無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的支持下,還可以實(shí)時(shí)傳輸航拍影像和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),在此基礎(chǔ)上構(gòu)建露天礦山的三維立體模型,以便加強(qiáng)相關(guān)部門對(duì)露天礦山的把控力度,在數(shù)據(jù)信息處理過(guò)程中規(guī)避一些不合理的地方[5]。在無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的幫助下,可以提高礦產(chǎn)資源分布﹑地形地貌等信息的準(zhǔn)確性,提高工作人員對(duì)各類數(shù)據(jù)信息的把控力度,在各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的支持下更加高效地開展工作。
在對(duì)露天礦山進(jìn)行監(jiān)測(cè)以后,還可以多角度對(duì)露天礦山的測(cè)繪結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),進(jìn)一步明確礦山測(cè)繪中的各類信息。在無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的支持下,還能夠?qū)⒏黝悢?shù)據(jù)信息納入信息化系統(tǒng),讓相關(guān)部門可以結(jié)合這些數(shù)據(jù)信息對(duì)露天礦山的實(shí)際情況進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià),以此優(yōu)化調(diào)整露天礦山開采的方案。
在露天礦山測(cè)繪工作中運(yùn)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù),需要做好航測(cè)計(jì)劃﹑設(shè)備檢測(cè)﹑參數(shù)設(shè)置等前期準(zhǔn)備工作,明確露天礦山測(cè)繪的工作該范圍,掌握礦產(chǎn)資源分布信息﹑掌握礦山的地形地貌,同時(shí)還需要明確干擾源的分布情況,便于合理對(duì)無(wú)人機(jī)航線進(jìn)行規(guī)劃,保證無(wú)人機(jī)操作的準(zhǔn)確性,結(jié)合可能會(huì)出現(xiàn)的各種緊急情況,及時(shí)采取應(yīng)急預(yù)案。在露天采場(chǎng)跨臺(tái)階作業(yè)高差往往超過(guò)上百米,在運(yùn)用無(wú)人機(jī)技術(shù)的過(guò)程中還需要進(jìn)行分層式的飛行設(shè)計(jì),保證無(wú)人機(jī)順利運(yùn)行,同時(shí)對(duì)攝影設(shè)備的分辨力進(jìn)行調(diào)整。在區(qū)域劃分上,需要確保無(wú)人機(jī)航線與航測(cè)布設(shè)保持一致,在保證航線平直的基礎(chǔ)上,最大限度區(qū)分跨度,以便對(duì)待測(cè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全面覆蓋。
在露天礦山開采中,必然會(huì)對(duì)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行改變,加大發(fā)生地裂縫﹑地表塌陷等地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作,主要以人工實(shí)地調(diào)查為主,但是在投入大量時(shí)間﹑資金成本的情況下,調(diào)查的效率也難以得到保障。通過(guò)運(yùn)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù),可以滿足影像的實(shí)時(shí)生成,便于及時(shí)對(duì)礦山生產(chǎn)中的安全隱患進(jìn)行排查,便于及時(shí)進(jìn)行預(yù)警,有效消除礦山區(qū)域存在的不良因素,保證后續(xù)礦山開采工作安全進(jìn)行,提高生產(chǎn)的安全性[6]。
利用多期無(wú)人機(jī)進(jìn)行測(cè)繪生產(chǎn)DSM﹑DOM數(shù)據(jù)信息,采用專業(yè)軟件對(duì)露天礦山的開采方量進(jìn)行計(jì)算。相較于傳統(tǒng)的方量計(jì)算方法,其可以通過(guò)點(diǎn)間距設(shè)置更加真實(shí)地展現(xiàn)露天礦的方量變化情況,準(zhǔn)確對(duì)礦山開采的工程量進(jìn)行計(jì)算,有助于對(duì)礦山開采的成本進(jìn)行預(yù)算,進(jìn)一步明確礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的變化情況。
綜上所述,在無(wú)人機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的過(guò)程中,無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步提高了我國(guó)露天礦山測(cè)繪工作的效率和質(zhì)量,可以更加精準(zhǔn)地對(duì)露天礦山的真實(shí)影像﹑數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集,減少傳統(tǒng)測(cè)繪工作中人力成本的投入,提高測(cè)繪工作的整體效率,為后期礦山開采工作的開展提供了有力幫助,有助于規(guī)避傳統(tǒng)測(cè)繪模式下存在的各種問(wèn)題,全面提高了露天礦山測(cè)繪工作的效率與質(zhì)量。對(duì)此,在后期工作中還需進(jìn)一步對(duì)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的潛質(zhì)進(jìn)行挖掘,加大對(duì)該技術(shù)的研發(fā)﹑應(yīng)用和推廣力度,加快建模軟件的開發(fā)與使用,結(jié)合礦山測(cè)繪工作的開展現(xiàn)場(chǎng),加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的培訓(xùn),以便提高各部門操作無(wú)人機(jī)的水平,推動(dòng)露天礦山測(cè)繪工作向自動(dòng)化﹑智能化的方向發(fā)展。