基于无人机遥感技术的矿山测绘与监测应用研究
摘要
关键词
无人机遥感技术;矿山测绘;监测
正文
引言
矿山测绘与监测是矿产资源开发与利用过程中的关键环节,其结果对于矿山的规划、设计、开采、管理以及环境保护等各个方面都具有重要的指导意义。无人机遥感技术利用无人机平台搭载先进的遥感设备,实现对矿山区域的全面、快速、精确的数据采集与处理。无人机可以灵活穿梭于复杂地形之间,不受地面障碍物的限制,能够在短时间内获取大量高质量的数据信息。同时,无人机遥感技术还具有成本低、效率高、操作简便等优势,使得其在矿山测绘与监测中的应用前景十分广阔。
1无人机遥感技术在矿山测绘中的应用优势
无人机遥感技术是由空中部分、地面部分、辅助部分组成。其中空中部分包含遥感传感器、控制平台和空中遥感控制系统;地面部分以地面控制系统、航线规划系统、数据接收系统和数据处理系统作为主要的构成部分;辅助部分能对指定图像拍摄,并把数据同步传输到地面接收器上。
近年来,无人机航空测量技术在矿产测绘工作中得到了广泛的应用,在获取高分辨率图像数据、快速处理数据信息、提高数据收集效率、缩短测绘工作周期、保证测绘工作质量等方面发挥着重要作用。无人机空中测量技术的应用优势如下。
1.1可以获得高分辨率的图像
随着科学技术的进步和发展,北斗系统的应用范围越来越广泛,大大提高了北斗系统实时动态定位的精度,这也为无人机遥感技术的快速发展提供了技术保障。无人机遥感技术集成了定位技术、图像融合、无人机技术等一系列高科技。在现代高精度定位系统和高效的图像融合技术的支持下,可以获取厘米级图像数据,显著提高了航空图像的分辨率,确保获得的图像数据完全满足各种尺度要求下遥感图像地图制作的需要。同时,借助精确的基础信息,可以有效进行数据处理和分析。与传统的测绘方法相比,无人机在远程遥控下可以平稳飞行到人员无法到达的区域进行航测,不仅降低了测量工作的难度和劳动强度,而且保证了航空测量的准确性,有效地避免了现场测量人员操作错误情况的发生。无人机航空测量技术在大型、复杂危险区域的环境测量任务中具有极大的技术优势和应用价值。
1.2可以快速高效地处理数据信息,工作效率高
传统和现代测绘技术都需要进行数据处理和分析,在处理过程中可能会遇到一些烦琐、复杂的测绘数据,大大增加了数据分析和处理的难度,对测绘技术提出了较高的要求。而无人机遥感技术可以在相对较短的时间内收集数据信息,确保数据收集及时和数据处理快速。首先,无人机遥感技术通过高精度航测图像和地图数据,采用先进数据处理技术去除不合格数据,避免了人工录入数据中出现的错误和遗漏。其次,无人机遥感技术基于统一的坐标系统获取相关遥感数据,大大降低了坐标系统转换的频率,能够及时、快速地收集信息。最后,在使用无人机遥感技术进行矿山测绘时,主要的研究重点是在无人驾驶条件下自动、全面采集采矿地面数据,在飞行过程中保持低空飞行状态,使地理条件不会对其飞行产生显著的限制影响。在适当的条件下,无人机可以顺利地完成数据采集与保存。
2基于无人机遥感技术的矿山测绘与监测应用
2.1准备工作
第一,测绘与监测区域资料整理。在明确矿山测绘与监测区域后,应当对无人机作业区域的地理信息数据收集,如气候条件、风力大小、海拔高度等;部分已经掌握遥感影像的区域,将其作为衡量测绘与监测数据的重要依据。第二,摄像设备校验。在无人机遥感技术使用中,影像设备是数字航空的核心要素,选择的摄像设备,先要使用控制场检验法,获取校验结果,以此对摄像设备校验。第三,作业前检查。在无人机作业前,应当对设备电池电量检查,也要对配置设备加固。在开始飞行前,对各个组成部分进行检查,确保其稳定。第四,规划航线。在该项目测绘与监测中,应当在网格地图上标记测绘与监测范围,而且结合气候条件和测绘及监测工作要求,设计科学合理的飞行路线。此外,在无人机起飞后,也需要依托飞行条件和气候对航线进行调整。
2.2采集方案
在无人机测绘与监测中,按照已经设定的航线进行飞行,并且在数据采集后,应当对无人机飞行路线与设定路线进行比对,也要对航测数据进行分析,从而保障测绘与监测数据全面和真实可靠。如果航测数据存在问题,应当及时调整航线,以此采集到更加全面精确的数据。
2.3 影像数据处理
在无人机采集数据后,应当对影像数据检查,使用质量检查、重叠检查等方法能够对高程误差值进行判断,以此分析出测绘与监测数据的真实可靠性。如,在该测绘与监测工作中,像控点面位置、高程误差等不能大于0.1m。也需要对其中存在的影像畸变进行调整,借助相关处理软件调整测绘与监测影像图,使用匀色处理,提升影像的辨识度。结合遥感影像测绘与监测结果形成数字正射影像图,也需要在影像处理中选择数字高程模型对单一航测图像调取,将航测图像信息录入到系统后可以清除其中存在的差异值。因此,将采集到遥感影像数据传输到相关处理软件中,使用软件功能可以明确矿石的高程和地面控制点位,以此提升测绘与监测数据精度。
2.4影像图像精度处理
第一,数字正射影像质量控制。在该矿山测绘与监测工作中,因其矿山区域地形起伏非常大,为得到符合精度要求的数据,需要对飞行高度进行合理控制,从而保障影像质量目标实现。通过使用飞行数据覆盖与重叠度处理的方式,对正射影像处理后的质量分析,明确图像的特点,虽然在测绘与监测数据中,也存在少数数据有误差问题,但是并未在系统性上产生图像起伏现象,这说明地形起伏不会对图像质量产生影响。因此,通过对图像分析后,也说明正射影像质量是符合使用要求,并且影像色调与色彩都满足矿山测绘与监测工作的需求。第二,遥感探测结果解译方案。为分析遥感影像精度,在测绘与监测中,需要对无人机影像与卫星检测结果对比,以此衡量无人机遥感技术的先进性。通过对测绘数据分析,该矿山使用露天开采方式,开采范围很大,地表面凹凸,而且整体具有层次感,也可以发现开采设备作业的痕迹。基于这种情况,无人机遥感技术获取的测绘数据精度远超过卫星影像技术。在矿山建设中,需要为开采和管理人员提供生活设施,需要在矿山区域修建很多的建筑物。在该矿山中,主要是钢结构的板房组成,外部使用了大量的玻璃钢,产生了很强的光反射。结合遥感技术和卫星影像技术进行分析,无人机遥感技术获取的图像清晰度更高,也可以明确开采及管理人员的分布情况。因此,在对实测野外点位与成图点位可以分析出图像差异性。在该矿山测绘与监测工作中,内业加密点、地物点、内业加密高程点、内业高程注记点与实际测量野外点位的误差均小于1.0m,可以认为测绘与监测的成图质量达标,也满足矿山测绘工作的需要。
结束语
在矿山测绘与监测工作中,需要使用到相应的测绘和监测方式,才能掌握矿山开采情况、地质灾害等问题,以此保障矿山开采作业安全进行。由于矿山测绘与监测不同于其他项目,其作业环境复杂,往往无法使用人工方式掌握矿山全面的情况,甚至会带来重大的数据误差,直接影响到矿山综合管理工作。基于这种情况,就需要加大无人机遥感技术的使用力度,提升测绘与监测数据的精度,以此为矿山综合管理工作提供数据支撑。
参考文献:
[1]胡月.无人机三维倾斜摄影技术在矿山监测中的应用[J].世界有色金属,2019(10):282+284.
[2]李国生.无人机倾斜摄影技术在矿山环境治理中的应用[J].世界有色金属,2019(07):191+193.
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