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无人机测绘技术在数字化矿山中的应用

Summary:现阶段由于各种现代化、数字化的监测技术手段问世,并随着社会经济的发展逐渐优化和完善。无人驾驶航空器本身的中低空飞行和航摄工作系统,也开始正式纳入到了我国各地地形、地貌信息数据采集过程,同时形成了智能化、专业化的显著特点,在目前国土资源监察工作、区域大气环境综合整治、当地数字城市建模等业务领域,已进行了大规模使用。此外,通过将无人机本身的航拍系统技术运用到本地采矿测量过程,还能够有助于促进基础环境下地理信息资料的进一步优化、推进本地采矿的数字化管理体系建立进程等。本章还就无人机数字测量技术在采矿测量中的实际运用情况展开了深入研究,以探索该技术的优点,并在此基础上进一步深入地研究其实践运用状况。Keys:无人机;数字测量技术;矿山;测绘1.前言我国对于地质监测的手段越来越趋于数字化的方向发展,在数字化地质监测过程中,随着无人机摄影测量技术的广泛应用,地质监测工作也极大地提高了监测项目的准确性,进而也推动了使用无人机测量作为地质监测的重点方向,以谋求地质监测工作的更好发展。所以,在我国日后的复杂地形检测工作工程和技术优化中,对地面数据进行检测的工作也需要引进无人机测试技术,进而充分发挥这项技术的优势,带动中国地面建设行业的高速增长。2.无人机测绘技术的生产过程无人机广泛应用于在各种对大量野外地质地形资料直接进行高精度航空摄影遥感及摄影测量技术的各种工作测量领域无人机的正常使用操作过程中,飞行测量目标高度误差一般为大约或仅约为高于地表的40-1000m,属于一种远距离的中近景航空工程摄影测量。摄影测量系统的测量精度范围通常仅为正负误差0.15-0.5m,基本完整地能够满足了国内目前高数字化技术的三维地形影像在测量领域中出现的各种精度需求。无人机测绘技术的生产过程如下。首先需要进行外业准备工作,对需要进行测绘的地区进行资料的手机,同时需要结合收集到的地形图等资料来进行无人机测绘方案的制定,对无人机测绘的分辨率、飞行高度等进行确定。需要进行像控点的布设,在进行无人机测绘的过程当中,需要结合测绘的地区面积来进行像控点的布设,进而按照设计的方案从不同的角度进行地形数据的采集。其次就是内业工作,内业空三加密、生成点云、建立实景三维模型等操作均可待数码倾斜影像导入软件后由软件自动解算完成,通过多视影像联合平差技术进行倾斜影像区域网平差、多视影像密集匹配技术得到高精度高密度点云数据,还可以采用联机运算缩短数据处理时间。最后就是验收的工作,需要对无人机测绘到的各项数据来进行检验,由质监部门来检验数据的规范性,验收合格之后就能够进行使用。3.无人机测绘技术的成果3.1矿体建模的应用成果在矿体建模当中,传统的测绘技术采集的数据不能够实现精细化的矿体建模,尤其是在三维建模当中,只有借助无人即测绘技术,通过无人机航拍图片数据的收集,获取三维模型构建需要的线、面以及空间等各项数据,在矿山正射影像画件的立体描绘分析过程中绘制得到矿区地貌分布的立体三维图形,并将通过计算机技术对该三维立体图像数据进行计算机可视化加工处理,以保证真正完整还原整个矿山环境的地质影像信息,让国家有关部门工作人员们更直观清楚地能够认识到所被拍摄记录到区域的三维地貌特征,并将综合地对这个区域环境地貌和地域人文气息也进行作了解析,以便我们更直观明了清楚地可以看到整个地表结构全貌特征和整个地质影像分布上的特点。3.2矿山储量消耗与管理和利用的应用成果在矿山资源的储藏管理当中,传统的额检测方式难度较大,同时对于储量以及消耗数据的更新也不够及时。目前在矿山储量消耗当中对无人机测绘技术的应用,就能够减少矿山储量管理和监测的难度,并且无人机测绘技术还能够满足多种比例尺的成图要求,更好的保障数据信息采集的及时性及准确性,进而实现对矿山储量消耗和管理的目的。相比于其他的一些信息化监测技术,无人机测绘技术在矿山储量消耗和管理应用当中是一种性价比较高的方法,同时还具有高分辨遥感影像快速获取的特点。必须在新疆矿山资源的储量动态监测当中,就很好的将无人机测绘技术得到应用,通过无人机获取矿山的数据,进而利用数据来实现对矿山储量的评估,具有较高的可信度及灵活性,更好的促进对新疆矿山资源的开发与利用。随着无人机遥感技术的成熟与智能化,用无人机遥感技术对矿山的动态情况进行实时调查研究,达到项目的高效率及高精度,能精准的采集到变化数据信息,为矿产资源的综合管理等项目提供了先进的技术与时效性。3.3开采设计的应用成果在当前信息化时代的背景下,能够积极的将无人测绘技术应用到矿山的开采设计当中,进而更好的推动我国矿产开发工作的顺利开展。无人机测绘技术在矿山开采设计当中的应用主要包含了数据获取、摄影检测、像控点测量、空三加密、DEM和DOM制造等方面的内容。通过具有科学性以及合理性的地形图像控点后在进行无人机的数据测量工作,才能够保证得到最理想的图象效果和数值,否则就会造成质量较低的地质测量数据结果,或者根本取得的数据结果和测量结果都与实际数据有着较大的误差,从而无法将数据结果投入使用,且浪费了大量的时间、浪费人力和物力。利用无人机测绘技术能够实现对矿山开采设计范围的监测,是否存在越界开采的行为,通过无人机测绘技术获取的数据,能够更加真实的反映出开采设计的情况,更好的实现了矿山开采设计的智能化、信息化。3.4作业推进的应用成果运用无人机遥感技术高分辨率的影像数据进行解算从而满足成果的精度要求,也能够提高测量任务的进度及成果交付效率,结合各项优势的无人机遥感技术在应用到地籍测绘中在合适不过了。在矿山作业当中,无人机测绘技术也能够极大的推进作业的进度,更好的提升作业的效率。在矿山作业当中,无人机测绘技术能够加强对矿山的政治和管理、更好的为矿山的建设提供数据、不断的加强对我国矿山资源的保护和利用。深圳飞马机器人科技有限公司生产的D2000无人机飞行平台,该无人机搭载了全方位高清的数码相机,可以快速有效的采集到画质高清的地形数据和信息,并且该飞行平台具有GPS功能和对地面控制点的设置功能,可以对地形的信息进行精确的绘制和测量,并且可以将测量误差控制在几厘米以内。通过这一先进的无人机飞行平台,深圳飞马机器人科技有限公司接受了许多矿山地理信息绘测相关的工作,经实践证明D2000无人机在矿山绘测作业中的表现十分出色,即使遇到了恶劣的天气也能如期的完成信息采集工作。3.5安全施工监督与管理的应用成果在矿山的开采工作当中,对于日常安全施工的监督和管理工作也是十分重要的,尤其是在露天矿山的安全巡查工作当中,就可以借助无人机测绘技术来对矿山开采的情况进行拍摄,拍摄在矿山开采当中可能存在的安全隐患点视频以及照片,进而更好的促进矿山开采安全监督和管理工作的开展。借助无人机测绘技术来设计矿山开采监管系统,用先进的信息化技术,获取矿山开采的数据,进而更好的实现对矿山开采的安全监督管理。在安全施工的监督管理当中,无人机测绘技术能够对施工现场的场地进行管理、对危险源进行识别和安全管理,在无人机测绘技术的帮助下,能够拍摄出更加清洗的矿山资源开采施工现场的图片,根号的对一些不规范的施工行为进行管理。除此之外,在施工的现场危险源也有很多,而在安全监督和管理的过程当中,最重要的就是对危险源的识别和防范,借助无人机测绘技术可以对危险源的分布以及防范情况进行监测,确保能够满足安全施工的要求,对施工现场安全警戒线、防护棚等危险防范措施的落实情况进行监督,更好的确保安全施工的顺利开展。4无人机航测技术在数字化矿山体系建立中的应用实例该矿位于西南部群山之间,属于山区地形。待测区域位于矿井西北方向,长4226米,宽3678米,面积15.53平方公里,主要地形为南北低,平均海拔最低511米,海拔最高1233米。4.1航线设计本次航行面向南北,共有32条航线,分辨率7.5cm,航线间距135m。航向和旁向重叠度分别为80%和70%,航行高度480m,预计飞行时间157分钟。所有航线共拍摄了858张航拍照片,其中27张使用GPS飞行控制系统,可在曝光点进行实时监控。4.2地面控制根据1:500、1:1000、1:2000面积地形图上航空摄影测量说明书的要求,对本次测量的现场目视控制点进行了规范设置。共设置了39个水平高度,所有视频监控点都是通用的。通过GPS-CORS网络,需要测量和导航的用户通过现有的数据传输网络和无线数据传输网络获取代码/载频相位偏移校正信息,从而实时计算移动站的精确点。平面坐标系采用CGCSS2000国家大地坐标系,高程系采用1985[4]国家高程标志.4.3空三加密无人机管家智拼图运行后,将实现空三加密。加密点的地面坐标以及图像的外部方位要素可以通过地面控制点实现,地面控制点数量较少,操作相对方便。4.4成果精度分析在分析方程结果时,应严格遵守《数字航空摄影在低空应用规则》。在这种情况下,无人机有一个普通的数码相机,相对高度为1067米。通过校正加密进行校正后,立体精度可以达到1:2000的标准要求,分辨率相对较高。无论是卫星还是传统的航空测量都不能提供这种效果。此外,在本次无人机飞行中,获得的数据绝对符合相对方位和加密要求,虽然解密误差影响平面精度,但不影响高空精度。此外,可以得出这样的结论:该系统具有极大的潜力,可以通过适当放开地面分辨率提高布局精度,提高飞行高度,并通过无人机技术进行小规模地形测量[5-8]。结束语随着无人机设备数字化测量技术的不断成熟,目前,其在现代测绘领域快速生产体系建设中的实践作用日益突出,能够应对当地地质灾害的突发,也能有效补充当地矿山管理决策过程,建立基本的技术和信息数据库。在进一步发展无人机低空航拍系统基本结构、信息采集过程特点的基础上,根据当地采矿作业和矿产资源保护情况,分析测绘和结果处理过程,优化新油田数字地形图更新等实践要素,如优化数字地形图更新,不断推进无人装备数字化测量方法在地方矿山工程中的大规模应用。Reference[1]刘威,裴志,张雷.无人机遥感技术在矿区测绘中的应用[J].世界有色金属,2019(16):2.[2]张彦红,苗新涛,阮晓雨.无人机测绘技术在矿山勘查设计中的应用[J].建筑工程技术与设计

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