航空摄影在矿山地质环境治理的应用

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【摘要】对矿山进行开采时，会受到地质地貌、土壤基层、地质构貌等因素的严重影响。随着电子信息科技的快速发展，采用无人机进行航测可以得到更加准确的科学数据，获得遥感影像处理，从而对矿区地质环境的保护有重要的意义。论文从当前无人机航空摄影测量技术的发展现状出发，主要对其在矿山地质环境中的应用进行分析和探讨。

【关键词】无人机；航空测量；矿山地质；环境治理

1无人机航空摄影测量技术现阶段的发展

目前，随着我国电子信息的快速发展，数字航拍仪在质量和尺寸方面得到了极大的改进，尤其是数码航拍器的分辨率，得到了极大的提高，把这种技术应用在无人机航拍中，可以使无人机航空摄影测量获得较高清晰度及分辨率的数据和影像。同时，无人机在面对不同的地质环境和变化中，可以快速地反应并采取应对措施，也可以进行非接触式测量，规避复杂地质环境对测量人员的危害[1]。

2无人机摄影测量技术在矿山地质环境治理中的应用

2.1无人机航空对矿山治理的拍摄。无人机航空拍摄主要由无人机搭载无人摄像系统完成，可以获取矿山地质环境条件的准确数据信息，通过选用航拍摄影图像，对项目规划涉及的地形图进行对比核对。作为矿山治理拍摄采集数据的主要设备，航空遥感传感器分别包括航空摄影机、扫描仪、相机、探测雷达等仪器，有小巧和轻便等特殊优势，尤其是随着科学技术的发展，航空摄相机的分辨率越来越高，将它安装在无人机中，可以收集高分辨率影像资料，完成数字收集及处理。目前，为了使无人机传感系统具有侦测和处理传感数据的能力，已将三秒技术应用在无人机航空遥感传感系统中。因此，航空遥感传感器系统在未来对矿山地质摄影测量有重要的作用。进行无人机航测和航拍，首先要获取矿山地区的原始数据，然后进行像控点测量与基础控制测量。为了对经过区域进行测量网平差解算，确定加密点的空间位置和影响方位数据，可以进行空三加密，自动获取像点坐标，同时，通过空三加密数据可以进行矿山地质地貌的三维立体模型的制作，内业工作者可以通过立体模型获取的地理图信息，并结合外业调汇的数据进行数字线划图，如数字正摄影像图以及数字高程模拟等。2.2无人机航空对矿山地质的测量。无人机航空摄影测量技术以质量轻、体积小、精度高、反应速度快等优势有机融合了多种先进的测量技术，可以进行数字化控制点的测量，同时对现场的实际环境进行测量分析，对矿山区域在控制网中的坐标进行计算，得出需要加密的矿山区域位置，完成对矿山地质环境的数字化影像测量图、数字信息网格图及数字模型图的绘制。2.3像控点测量。可以采用单基站的方法对矿山地质环境像控点进行测量，对于单基站RTK，要保证整个测区都设置平高点。首先，要设置实时数据，并与服务中心进行通讯，通过测量方法确定流动站位置，保障当地坐标参数的顺利转换。同时，控制平面与高程的收敛精度，以此设置单基站的通讯内容。其次，要保证单基站RTK观测条件良好，并且在观测前对仪器进行初始化设置，求固定解。为了保证检测结果准确无误，要保证站内观测实施3次以上，每次矿山地质观测作业的开始和结束要对已知控制点进行检核。对于单基站RTK，平面控制点测量坐标转换差要控制在1.5cm范围内，限差严格控制在±2.5cm范围内。最后，对观测值进行控制，单次观测平面收敛精度要保证小于或等于±2.5cm,高程收敛精度则要小于或等于±3.5cm.在已知像控点设单基站，使用原有四等控制点测取整测区7个参数。同时，应注意检核与优化已选用已知点的准确性与可靠性，以保证7个参数的精准性。移动站采样间隔只有3s，技术人员要迅速测出像控点所在具体位置与三维坐标。为了保证其精准性，也可以采取2次测量平面坐标的平均数与3次高程平均数为测量矿山环境像控点的最终结果。2.4内业数据处理。根据无人机拍摄航空摄影测量的矿山地质环境影像结果，全数字测量工作站需要对无人机摄影资料、像控结果进行空中三角测算测量，再将测算结果导进全数字测量工作站，还原立体模型与测读影像品质。按照相关要求及规范对地形地貌、实际环境进行收集，传送符号化的分幅获取数据，再根据项目的相关设计、图式、规范等技术要求，与已有测量数据、正摄影像进行对比参照。图形编辑软件在二维设计软件的基础上对航拍采取的立体测量数据信息进行初步编辑图形，勾勒出大概轮廓，最后以多种格式进行矿山地质图像储存。2.5高程矿山模型制作。经过软件系统的分析处理，将多余数据直接删除，用以保证矿山地质模型的精度并减少数字划线地图三维数据偏差。整个模型作业流程为：首先，获取数字划线图的精确三维立体数据；其次，转换为绘图交换文式格件；最后，根据专业软件形成内插生成矿山地表地形形态属性信息。2.6测量数据空三加密技术简单地说，空中三角测量技术就是空三加密技术，具体工作内容为精确地选点与测量。首先，要对空三加密进行科学、精确地选点，应保证点位距离像片标志在1mm以上。在矿山过渡段，要在地形交换与交界处多布置2~3个加密点，从而增加点位距离像片标志的对应点，再运用inpho软件进行测量，以保证空三测量中全部控制点符合测量精准度的要求。

3应用航拍无人机的矿山地质环境治理与传统的矿山地质环境治理的比较

随着数据信息被广泛运用到各个行业，在地质环境治理以及信息化管理中，数字地质环境治理已成为当前最主要的治理方式。传统的技术管理因为成本高、周期长，导致了大量的人力、物力、财力的浪费，严重影响了地质环境治理的效果。无人机的使用既减少了劳动力的支出，又可以获得人力无法达到的精度的地质环境信息数据，从而及时获得清晰的图形，满足数字信息化治理的要求。无人机航空摄影测量可以对矿山治理前后的变化进行观测，不仅可以提供高清的地形图，同时可以提升模型与测量数据的精准性。由于矿山矿产资源是不可再生资源，并且近年来乱采、过采现象极为严重，凭借人力管理已很难达到有效的管理结果。此时，无人机拍摄的影像资料可以为地质资源环境保护保驾护航，以其科学的管理与检测方法进行有效取证，从而提高地质环境的保护与维护效果。

4结语

无人机航测以其不受地形条件限制的特点，可以对矿山地质实施有效的测量监控，并以其高精度、高分辨率的优势对复杂环境下的地形地貌进行逼真还原，然后结合以往对地形、影像、自然灾害的监控资料，合理地对矿山地质环境进行数字化治理，从而实现地质测量准确性与科学性的提升，使地质测量技术在矿上地质资源治理中得的广泛的应用与发展。

【参考文献】

【1】王丽娜.低空无人机航空摄影测量在土地整治中的应用[J].环球市场,2016(19):159.

作者:刘洋 单位:河钢集团矿业公司司家营北区分公司