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摘要：国家矿业局和各地政府以矿山的开采范围、开采标高和储量动用为核心，不断加大对管辖区域内矿山开采监测力度。但是因为露天矿大多存在于偏远山区，交通不便，环境恶劣，很多区域监管人员难以到达，所以整体监管工作难度极大，必须探寻更先进的监管方式，提高监管效率。随着经济的发展，矿产资源的需求逐渐增多。国家相关的部门引进管理的新技术，使用无人机摄影测量技术，对矿山的储量进行动态监测。本文讲解无人机摄影测量数据的获取以及处理方法以及对矿山动态储量的评估。
关键词：无人机；摄影技术；矿山储量；动态监测
引言
无人机摄影测量技术比较灵活，并且操作简单，因此，在很多行业广泛使用。无人机摄影测量技术在矿山储量动态监测中使用，能够快速，准确并实时的监测矿山的储量变化，从而为相关部门的矿产的开采提供技术的支持，有利于防止矿产资源的浪费。
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的应用实质为：利用无人机对需要测量的领域进行影像信息的搜集。无人机完成这一任务的前提是，将机载计算机控制系统设置在机身内，利用无线遥感装备对其进行控制，实现无人机拍摄，然后对无人机传送回来的数据进行处理，形成数字地图，利用所得数字地图实现工程测量任务。需要注意的是，在该技术的应用过程中，一定要控制好无人机的飞行高度，以保证拍摄画面的清晰、精准，以便于后期各项工作的进行。使用无人机航空摄影测量技术的优势是：不需要驾驶员，从而保障了工作人员的安全；使用简便；所得数据精准，现势性高。无人机航测系统如图1所示。
图1无人机航测系统
2、无人机摄影测量技术分析
无人机摄影测量系统包括机体本身、信号发射和回收装置、电源系统、飞行控制系统、数据分析系统等。机体本身装有微型摄像头，电源系统可以为所以分析硬件提供电力能源支持。机体飞到监测矿区时，通过飞行控制台，摄像系统和信号发射系统开始工作，对监测区域进行信号覆盖和回收。综合来看，无人机本身所附带的数码摄像机和数码照相机等数字遥感拍摄系统可以实现对露天矿区地理信息和实时情况的有效监测。
3、无人机航空摄影测量要点
3.1确保数据采集准确，处理数据合理
应在使用前查实、验证无人机获取的数据和画面，尽可能地提升数据的准确程度。采集方法和过程要确保无误，若发现有不符和要求的情况，要及时查找原因，不能含糊敷衍。此外，工作人员应熟练掌握拍摄方法，对各种情况都要能灵活应对。对数据进行分析处理也应按照标准和要求，一定要有专业人员对数据进行严格的分析计算，以保证结果的可靠性。
3.2进行质量检查，确保成果更加准确
使用无人机进行航空摄影测量时，需要特别注意的是，对得到的拍摄结果要进行认真的检查，同时对拍摄过程也要进行合理的研究分析，不但要保证所得结果的准确性，还要保证整个过程准确无误，确保各个环节之间的关联，将所得结果进行仔细的计算核对，保障结果的可靠性。除此之外，还要对企业的质量检查部门进行检查和验收，若发现有所差异，应立即停止验收，进行反馈。
4、无人机航空摄影测量系统的组成
无人机航空摄影测量系统主要由飞行平台、飞控系统、地面监控系统、数码相机、POS设备数据传输系统、发射与回收4无人机航空摄影测量系统的组成无人机航空摄影测量系统主要由飞行平台、飞控系统、地面监控系统、数码相机、POS设备、数据传输系统、发射与回收系统和地面保障设备等部分组成。
4.1无人机飞行平台
无人机大多是利用中国航空集团单位和其他单位联合开发生产出来的。一般的无人机体型灵活小巧，空中飞行重点是依靠计算机进行控制。国内目前常用的无人机机型有：（1）“倒桅尾”型无人机；（2）“双发”型无人机；（3）“垂直尾”型无人机；（4）“旋翼式”无人机。
4.2数码相机
目前，我国在无人机中使用的数码相机主要为非量测相机，常用的无人机数码相机有：（1）佳能5DMark-Ⅱ；（2）尼康D800；（3）索尼SONY7r；（4）飞思P65+相机系统和地面保障设备等部分组成。
5、无人机摄影测量技术矿山储量动态监测可行性分析
使用无人机摄影测量技术进行矿山的储量动态监测，从效率以及精度方面了解无人机摄影测量技术的适应性。（1）精度分析。使用传统测量方法确定为真值，偏差值是使用传统测量的结果将无人机摄影测量的结果减去得到的结果。其中相对误差是使用偏差量除以传统的测量结果得到的。以A号和B号矿为例，测定无人机摄影测量技术的可行性。其中两个矿区的监测的相对误差均小于10%，其中B号矿的的无人机监测结果的相对误差少于1%。A号矿的无人机摄影测量的相对误差较大，经过原因分析，发现，在A号矿的矿坑中具有很多堆积，在传统的监测中使用规则椎体的进行计算，而在无人机的摄影测量技术中使用矿坑的逐像素测量，将矿坑的表面进行完整的拟合，使用0.1米的分辨率形成DEM。无人机摄影测量方法的结果更准确。
表1传统测量方法与无人机摄影监测方法对矿区监测结果的对比
表2传统矿山测量方式和无人机摄影测量方法所需时间的比较
（2）效率统计。使用无人机摄影测量时需要布置5个像素点，使用高分辨率的相机，拍摄200多张原始的照片，并制定DOM和DEM，共需要使用16个小时。而使用传统的测量方法需要对矿区进行1：1000z的地形图的密集点的测量，监测完成需要42小时。因此，使用无人机摄影测量方法的监测效率高于传统矿山测量方法。在检测中减少测量的难度，可以做到几乎不受到地形的影响。
结束语
使用矿山无人机的监测项目，能够了解矿山的整体实施情况，对矿山综合使用区域统计以及地理空间分析评估矿山的储量动态变化。使用无人机摄影测量技术监测矿山的储量动态变化具有较高的可行性。使用无人机监测军嫂矿以及五洲四号矿以及传统方法测量的方法相比，相对误差低于10%，具有较高的可行性。无人机具有灵活性，操作性较高等优点，能够无视地形的限制，不会出现由于地形的复杂程度造成无法测量的情况，从而降低检测的难度，减少监测所使用的的时间，提高监测的效率。无人机获取的数据经过空三加密，能够在使用较少的控制点的情况下，得到较为准确的数据，而传统的测量方法需要按照比例测量地图，需要的人力物力更多。研究的无人机摄影测量技术在矿山储量动态监测中的应用与本文结果具有一致性，说明本文研究结果具有重复性以及可行性。综上所述，使用无人机摄影测量方法得到的现场数据更为真实，能够避免更改数据，造成国家资源的浪费。使用无人机监测能够有效的防止越界开采，超量开采，无证开采等违规的行为。
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论文作者:庞金龙1,褚夫健2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/7/18
标签：无人机论文; 测量论文; 矿山论文; 储量论文; 技术论文; 系统论文; 数据论文; 《基层建设》2018年第17期论文;