摘要：随着社会经济的快速发展，对测绘技术也提出了越来越高的要求。以往对小范围和矿区数字化地形图进行测绘的过程中经常采用全站仪结合GPS的全野外数字作业方式，此种方法不仅外业工作量较大，而且施工工期也较长，已经无法符合测绘工作对效率提出的要求。基于此，本文对无人机航测在矿区地形测量中的应用进行分析。
关键词：无人机航测；矿区；地形测量；应用
1无人机航测概述
1.1无人机航测
无人机主要是由无人机遥控平台进行远程控制，以无人机搭载单反相机利用网络通信技术与信息技术对航测无人机发出拍摄指令。同时，通过遥控器可以改变无人机的飞行路线，实现无人机的低空飞行，从而获得高分辨率的照片。在拍摄完毕后，使用计算机应用绘制高精度的地形图，反映矿山地形情况。
1.2无人机航摄的特点
(1)具有安全性、可靠性。由于部分地区山形复杂且过于陡峭，或存在地质结构不稳定等状况，在这些区域内测量人员存在安全隐患，而如果使用无人机，人员可通过操控无人机对地势危险的地区进行航空拍摄测量，从而在一定程度上提高了人员安全。
(2)机动的灵活性。无人机是按事先预定好的飞行航线进行自动飞行，大大地提高了航线和拍摄控制的精度，并且能够迅速把新的地面测量的航点上传到无人机，这样有效地降低无人机降落后再输入数据的情况，使无人机具备很强的灵活性。
(3)数据处理费用较低。无人机搭载的影像处理设备不需要太高的硬件配置，成本费用非常低。
1.3无人机航测系统在矿山地质测量中的主要步骤与方法
(1)相机像控点布设。在使用无人机航测前需要确定无人机拍摄位置，利用卫星定位技术对相机像控点设置。设置完毕后，由专业人员对无人机搭载的相机进行检校，查看摄像头是否发生损坏，相机能否正常成像等，确保航测无人机能够拍摄的影响准确、清晰。
(2)无人机摄影。在航测无人机中植入定位应用，确保无人机能够准确达到相机布控点进行拍摄，并对无人机反复调试，尽可能地避免航测无人机拍摄出模糊的影像。
(3)处理正射影像图。使用无人机拍摄完毕后，采用计算机软件制作正射影像图，通过对大量的方位元素进行分析，获得三维点，之后进一步分析航测图像。在制作正射影像图的过程中，需要小心、谨慎，最大限度避免正射影像图出错，从而保证测量数据分析的准确性。
(4)可视模型制作。对于处理正射影像图过程中的三维图像，一般会将建立可视化模型进行分析。通过可视化模型，分析人员可以直观地了解拍摄到的地形，并综合区域环境与人文环境进一步分析，对无人机航测系统的矿山地形测量具有重要的作用。
(5)空三加密计算。航测无人家对测量区域完毕后，可以通过解析方法获得相片外方位因素以及加密点坐标，校正相片数据，确保框坐标残值的绝对值为0度。并对测量地点的数据进行有效的处理，确保限差无误。加密计算时，分析人员还可通过自检校的平差手段减少地球曲率及大气折光对测量造成的误差，最大程度提高测量、计算结果的准确性。
(6)外业测绘与内业测图。使用无人机测量矿山地形时，需要对矿山的方向，明确矿体标注方向、宽度、高度等，使无人机地形测量的数据较为精确，可以较为准确地对矿山等测量。参考测量地区相机像控点的设置，采用专业的方法对测图的高程、平面坐标等准确计算，例如空中三角测量方法。如果测图与现实情况误差较大，需要再次使用无人机补测。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2无人机航测系统在矿山地形测量中的具体应用
2.1无人机飞行控制系统
无人机飞行控制系统的组成部分主要包括机载与地面部分，而且机载飞行控制系统是由飞控、电台、RC接收机、电池组、GPS和通讯天线以及空速管组成的。飞行控制系统能够同GPS、北斗以及GLONASS等组合在一起进行导航，利用事先设置好的航拍携带数据，实施相同距离和定点拍摄。
2.2地面站控制系统
地面站控制系统的组成部分有数据传输电台、软件以及便携式计算机。控制系统在控制软件的作用下将飞行器的飞行参数与定位信息实时显示出来，在获取飞行数据与坐标的过程中，利用地面站软件来获取飞行轨迹与数据信息，以此达到无人机遥控导航盲飞的目的，无人机可以完成定高智能驾驶，可以提前将航迹输入进去，完成自动根据航线执飞任务，另外，也能够对航迹任务进行随时变换。
2.3航线和像控点的设置
采取区域网的设置形式，设置在地面的首条航线与末条航线的基线数跨度应该小于8、轻微丘陵地带基线数小于12、丘陵地带相对集中的基线数小于16、航线中心点的基线数跨度小于15，同时根据隔航线布点来布设航线与航线间的点。全网的四角和不标准网端点需要布点，四角偶点为双点。如果难以选取网内像控点的目标，就可以将少数像控点改成高程点。采取GPS水准测量方式来拟定合成像控点的高程，分段拟合的过程中应该实施全方位检验。对像控点进行选刺时一定要选择影像明显的地物，往往选择交角较好的微小线状交点、清晰折角的顶点以及影像不大于0.2毫米的点状地物中心。采取九点法来布设区域网的点，如果处于不标准的地点或者是紧邻平高点间隔超过二十条基线时，就应该将一个平高点布设在中间位置。
2.4空中三角测量
采取全数字加密法来测量空中三角，根据像片上量测的像点坐标，应用精准的数学模型，基于最小二乘法原理将一少部分地面控制点作为平差条件，采取光束法计算出测图的安全定向点，将1:1000地形图作为测量比例。
3应用实例
3.1工程基本概况
以某矿区地形图测绘工作为例，此测量区域处于丘陵地带，平均海拔高度大约一百五十米，适合进行航测。此次测量任务的航空拍摄面积在三十五平方公里左右，航空拍摄的地面分辨率为十五厘米，将航摄、空三加密、DEM、DOM以及DLG的生产作为主要测绘工作。
3.2重点技术参数和航摄参数的获取
航空拍摄以1:2000为比例，对应的航高不能超过三百七十米，旁向与航向重叠度应该分别达到65%与85%，分辨率是0.1m，完成整个航摄需要用时四十分钟，957张像片，航摄面积是3.3平方千米。
3.3数据处理
AgisoftPhotoScan是由Agisoft公司开发的3D扫描软件，只进行导入就能够使软件形成较高重叠率的数码影像，从而显示出高清的正射影像。利用AgisoftPhotoscan软件来处理影像数据，数据处理流程如下:构建项目文件、影像文件的添加、影像配准、点云的形成、三角网的构建、分辨率较高的DOM的生成和精准的DEM，生产过程就是计算机进行自动处理。将DOM和DEM等数据传输到航天远景中，实施矢量化以及生成等高线，对其进行编绘生成DLG。应用主流配置计算机，一共用时十个小时。
结语：
综上所述，无人机航测技术是一种先进的获取遥感数据的方式，其具有的优点是传统测量手段不可比拟的，据实践研究表明，此项技术在精度方面已经基本达到了测量标准。另外，随着无人机航测技术的快速发展，利用航空摄影测量技术测绘矿区地形图的成本与采用传统方法所需的成本几乎接近，由此可见，无人机航测技术在矿山地质勘探中会得到广泛应用。
参考文献：
[1]魏永强，田大作，吕石生.基于无人机航测技术的洪水演进三维可视化仿真研究[J].中国防汛抗旱，2016，26(04):39-42.
[2]顾呈剑.无人机航测技术辅助土地整治项目规划设计和监管研究[D].江西财经大学，2016.
论文作者:高路
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/25
标签：无人机论文; 测量论文; 射影论文; 航线论文; 地形论文; 矿山论文; 基线论文; 《基层建设》2018年第33期论文;