无人机航空摄影测量在矿山动态监测中的应用

徐章琼

湖南杰宇测绘系统有限公司,湖南省长沙市,410000

摘要：近几年，无人机技术发展很快，利用无人机与影像技术的结合对现有技术进行了改进。由于无人摄影技术具有灵活性、易于实现等特点，被应用于工业领域。利用无人机摄影技术可以对矿山的储量进行快速、精准、及时的动态监控，从而为相关单位选择采矿技术提供支持，避免了资源的浪费。

关键词：无人机航空摄影测量；矿山动态监测；应用

1无人机航空摄影测量技术的概念

无人机航空摄影测量技术是指利用无人机进行航空摄影测量的技术方法。摄影测量是通过对航空摄影影像的解译和分析，获取地物的空间位置、形状、大小等信息的技术手段。而无人机航空摄影测量技术则利用无人机搭载的摄影设备进行航空摄影，通过对无人机获取的影像进行解算和处理，实现对地表或地物的高精度测量和三维重建。无人机航空摄影测量技术具有以下特点：（1）灵活性和高效性。无人机具备灵活性、机动性和快速部署的特点，能够灵活调整航线和飞行高度，快速获取影像数据，提高测量效率。（2）高精度和高分辨率。无人机航空摄影测量技术可以获取高分辨率的影像数据，能够捕捉更多细节信息，并且通过精确的数据处理和解算，可以实现高精度的地物测量和三维重建。（3）安全性和可控性。无人机航空摄影测量可以减少人员的风险和避免危险的测量环境，能够在复杂的地形和环境条件下进行测量工作。此外，无人机可以通过遥控器或预设航线进行飞行控制，具备良好的可控性。（4）应用广泛。无人机航空摄影测量技术在土地测绘、城市规划、环境监测、灾害评估等领域具有广泛的应用前景。

2无人机航空摄影测量在矿山动态监测中的应用

由于对当前矿山储量监控手段的使用需求不断提高，此次设计采用了无人机航拍技术进行矿山储量监控，并给出了具体的数据集成流程。利用无人机航拍技术，按照所确定的程序实现了对矿山储量监控方案的编制。此次方案的设计重点是无人机的应用，将无人机图像与矿山的能力结合起来，将监控的进程设置为一种动态的方式，以增强它应用的有效性。

2.1设置无人机航空摄影监测体系

为了使无人机设计的测试技术能够在矿山资源的监控中得到充分运用，必须建立起一套无人机的空中摄影控制系统。无人机是这一技术的基础，它的飞行控制系统包括了地面远程和空中自动控制。无人机升空进入指定的飞行位置后，处于自动驾驶的无人机就会启用自动驾驶模式，并且在拍摄测量时可以任意改变两种控制模式。为了确保无人驾驶系统的控制效果，针对A型无人驾驶系统进行了开发，包括状态感知传感器、数据处理计算机和无线控制系统三个模块，它的主要功能是实现对无人飞行器的有效控制，包括人工控制、程序控制和自动控制三种模式。该模块可实时显示无人机的航向、方位、距离、功率等信息，并具备数据处理和图像显示等功能。这一部分的设计便于监控人员对无人机、照相设备的相关信息进行实时传送和发送，从而方便对数据的调用和处理。通过以上内容完成了无人机航摄系统的建设，其中，无线遥控系统负责发送地面操作人员的命令，地面远程控制系统负责接收和处理数据，从而保障了无人机的正常工作。

2.2设置无人机航空摄影在矿山的监测点

无人机航摄技术与传统的三维测绘技术相比，最大的区别在于人工测试点的运用。为了全方位地运用无人机航摄技术，在采集资料之前设置人为标记，利用该标记作为无人机的控制点和待测点，利用待测点来确保测量的准确性。测试目标是矿山的储备状态。为了精确地测定待测地区的坐标，必须以人工布置的方式设置测定点。在标识点的制作中，以颜色块的方式表现出来，把一个方块分为四部分，将任意一面中两块设置为黑色，其他两块设置为白色。由于矿山表面的不稳定性，在施工过程中，为了保证现场的稳定，必须设置一定的混凝土桩，以保证不会影响到测量精度。

2.3矿山储量的动态监测

通过以上设置可以实时监控矿山的储量。利用无人机与监控系统的高效连接实现了对矿场资源的监控，对无人机航空摄影监测体系和无人机航空摄影在矿山的监测点进行了计划和确定，并说明了系统在监控系统中的作用及其之间的联系。在此基础上，对各矿山进行了必要的评估，并对它进行了相应的监控。该报告是根据无人机获取的基本资料自动产生的，分为旧的规范报告和新的规范报告。旧的规范报告与存储体系的报告格式相适应，新的规范报告把原来的报告按地理位置进行了分割。报告有两类，一是直接预览的，二是其他的。直接预览打印输出格式的报表数据不可更改，其他格式如Excel，Word，PDF等便于使用者进行编辑和修改。在动态监控中，将储量的计算和图表资料可视化，从而确保了监控的准确性。

2.4应用实例分析

2.4.1实验准备

为验证无人机航摄技术在矿山储量监控中的可信度和科学性，采用了一种比较实验方法，对它在矿山储量监测中的应用进行了分析。此次比较实验以A矿为实验目标，利用无人机航摄技术对该矿山进行了监测，并将监测结果与不采用无人机航摄方式监测的结果进行比较，比较两种监测方式在矿山储量计算中的运行时间。为了对实验过程中的变量进行有效的控制，设置了实验平台，将它分为软硬件两大块，并给出了详细的设计参数。

2.4.2实验结果分析

可以看出，采用无人机航摄技术可以大大缩短矿山储量的计算时间，而且计算时间相对稳定。没有采用无人机航摄技术时，虽然计算速度快，用时间比较短，但是其时间变化很大，平均在20～24s。从现有的文献资料中可以看出，计算时间会对预测结果的可信度和准确性产生一定的影响。从这一点可以看出，与没有采用无人机航摄技术相比，采用无人机航摄技术的矿山储量监控方法具有更好的计算能力，实际应用时更加高效。

3结语

落实矿山无人驾驶监控计划，可以全面掌握矿山的总体实施状况，通过区域统计和地理空间分析，对矿山的储量进行动态评价。利用无人机航摄技术对矿山储量进行动态监测是可行的。无人机的优势在于它的灵活性和可操作性，可以克服地形的局限性，不会因为地形复杂而出现无法测量的情况，大大降低了探测的难度，缩短了监控耗时，提高了监控效率。无人机采集到的资料采用了空三加密技术，利用少量的控制点就可以获得更为精确的资料，而常规的测绘方式则是按比例进行测绘，需要耗费大量的人力和物力。总之，利用无人机摄影测量技术获得的观测资料更加准确，可以避免资料变更导致国家资源被浪费的情况发生；利用无人机进行监控，可以有效地预防非法采矿、过量采矿等违规行为。

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