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无人机航测技术在矿山测绘中的应用论文

发布时间:2023-04-26 11:38:35 文章来源:SCI论文网 我要评论














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  摘要 :近年来,工业化发展进程加快,原有的矿产资源已经 远远不能满足实际生产需求,这就要求加大矿产资源开采力度, 开发出大量有价值的矿产资源,为工业生产提供重要的物质基 础。在矿产资源开采过程中,矿山测绘工作至关重要,能够有效 提高矿产资源开采的科学性和安全性,但是传统的矿山测绘技 术较为落后, 不仅跟不上时代发展需要, 也不能满足实际工作需 求。此种情况下就需要将无人机航测技术应用在矿山测绘工作 中,通过有效结合现代化的科技手段,提高矿山测绘效率,缩短 矿山测绘周期, 并确保矿产测绘的精准度, 为后续矿产资源开采 提供可靠的参考依据。所以,进行矿山测绘工作时,需要积极推 广应用无人机航测技术,利用无人机航测技术的独特优势确保 矿产测绘工作高效率、高精度的顺利完成, 推动矿山测绘事业持续发展。

  关键词 :无人机航测技术,矿山测绘,应用

  矿山测绘工作的目的主要是通过测绘大量精准的数据信息, 提供详细真实的测绘图纸,为后续矿产资源开采提供强有力的 数据支持,便于开采企业制定出科学合理的开采方案和开采计 划,确保矿产开采的安全性。无人机航测技术使用操作简单方 便,具有很强的灵活性,整体使用成本不高,经济性良好,将其 应用在矿产测绘工作中, 可以获取大量准确的矿产相关数据, 保 证每组数据的真实性和可靠性 ;还能将航测设备布设在人为到 不了的死角区域,便于全方位、多角度地观察矿山环境,为矿山 测绘工作高效开展提供高效服务。此外, 无人机航测技术能够整 治修复矿山环境, 最大限度降低人为因素、外界因素对矿山的污 染程度,进一步改善生态环境。所以,在矿产测绘中,需要提高 无人机航测技术重视度, 最大限度地发挥出技术优势, 高效服务 于矿山测绘工作。

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  1 无人机航测技术阐述

  无人机航测技术是集多种先进技术于一体的遥感测绘技术, 涵盖了无人驾驶飞行器技术、通信技术、GPS定位系统、遥感传 感器技术等。在实际应用过程中, 将高性能的航拍设备配置在无 人机上,可以对高空地形进行精准测量,利用遥控技术采集、传 输数据信息,并使用专业的测绘软件智能化、专业化、快速化处理国土资源、自然环境等空间遥感信息, 这也是无人机航测技术 广泛应用在多个行业领域的重要原因。跟传统的测绘技术相比, 无人机航测技术的应用优势更为突出,具有较强的安全性和高 效性, 在航测过程中即使遇到突发状态, 只需要采取紧急降落操 作,由于是无人驾驶,所以不会发生人员伤亡问题,有效保障了 工作人员的生命安全。就实际情况而言, 无人机航测技术虽然应 用时间不长,但是凭借着自身的技术优势赢得了较快的发展速 度,市场发展空间和未来发展前景广阔, 也在一定程度上促进了 无人机行业的高速迅猛发展,并为矿山测绘工作的顺利高效开 展提供了良好的技术支撑, 推动了测绘行业的持续进步。

  2 无人机航测技术在矿山测绘中的应用优势

  近年来,无人机航测技术广泛应用在矿产测绘工作中,在获 取高分辨率影像数据、快速处理数据信息、提高数据采集效率、 缩短测绘工作周期、确保测绘工作质量等方面发挥着显著作用。 具体来说, 无人机航测技术的应用优势如下。

  第一,无人机航测技术可以获取高分辨率的影像数据,能够 确保影像的清晰度。随着科学技术的进步发展, 北斗系统的应用 范围越来越广泛,使得实时动态 GPS 定位精度显著提升,这也 为无人机航测技术的快速发展提供了积极的推动作用。无人机 航测技术将一系列高科技技术如定位技术、图像融合、无人机技 术有效集合在一起,在现代化高精度定位系统和高效的图像融 合技术支持下, 可以采集厘米级单位的影像数据, 航拍影像的分 辨率显著提升,确保所获取的影像数据充分满足各种比例尺需 求条件下的遥感影像地图生产需要,并且在精确基础资料的帮 助下可以高效进行数据处理分析工作。此外, 相比于传统的测绘 手段和测绘方法, 无人机测绘技术可以飞行抵达各种区域, 在部 分工作人员无法到达的区域也能顺利飞行航测,不仅降低了测 绘工作难度和劳动强度, 也能确保航测的精准性, 有效避免外业 测绘人员操作误差情况的发生。在进行大面积、复杂危险区域的 环境测量任务时,无人机航测技术可以发挥无可比拟的技术优 势和应用价值。

  第二,无人机航测技术可以快速高效处理数据信息,工作效 率极高。无论是传统的测绘技术还是现代化的测绘技术, 都需要进行数据处理分析工作,而且处理过程中还会遇到一些繁琐复 杂的测绘数据, 这就大大增加了数据分析处理难度, 对测绘技术 提出了较高的要求。而无人机航测技术可以在较短时间内采集 数据信息,确保数据采集的及时性,并且数据处理速度非常快。 首先,无人机航测技术以航拍影像和POS 数据等形式获取相关 的矿山测绘数据, 避免了手动录入数据存在的错录、漏录情况的 发生。其次, 无人机航测技术是基于相对统一的坐标系统获取相 关的遥感数据, 这样坐标系统的转换频次就会大大减少, 可以及 时快速采集信息。最后,无人机航测技术进行矿山测绘时,主要 是在无人驾驶条件下自动全面收集矿山地面数据,飞行过程中 保持低空飞行状态,这样地理条件基本不会对其的飞行带来太 大的限制作用, 在适宜的条件下无人机都可以顺利航测数据。

  第三,无人机航测技术的整体成本费用更低,具有优异的经 济效益。第一,在使用无人机航测技术过程中,仅仅只需要一个 人远程操作无人机即可完成相关的航测工作,所投入的人力资 源比较少,这就大大降低了人力成本。第二,无人机具有自动化 功能,可以在高空中实时收集航测数据,并实时传输航测数据, 整个操作过程方便简单, 没有复杂的操作流程, 这样就会产生较 低的运营成本。第三,无人机可以实现实时监测,快速完成测绘 工作,这样就会有效压缩测绘时间,提高实际的测绘效率,降低 时间成本。跟其他测绘技术相比, 在相同的工作时间内无人机航 测技术会完成更多的测绘任务量,所获取的经济效益更加显著。 第四,跟传统的航拍飞机相比,无人机航测技术的整体造价很 低,设备操作简单, 不需要花费大量的时间和大量成本培训技术 人员的实际操作运用。而且无人机设备主要组成材料为碳纤维 复合材料,进行设备维修维护保养时,只需要简单处理即可,这 样也会大大降低维护成本。

  第四,无人机航测技术可以在较短时间内高效采集外业数 据,具有较高的外业数据采集效率,能够有效提高矿山测绘工作 效率。在矿山测绘工作中,无人机航测技术主要是以航拍影像的 方式采集外业数据,通过合理控制无人机的飞行高度和飞行速 度,无人机就可以测绘不同范围内的矿山区域,监测范围随之扩 大,这样就可以在短时间内获取大量、清晰的矿山数据信息,宏 观性更强。相比于传统的测绘技术和测绘方法,无人机航测技术 采集矿山范围内的外业数据仅仅只需要 5天左右,这样测量周期 和外业采集数据工作量就会得到有效压缩,在单位时间内矿山外 业数据采集效率明显提升。所以,如果面对任务紧、工作量大、工 作周期短的矿山测绘工作,就需要首选无人机航测技术,以其显 著的技术优势高效率、高精度地采集矿石监测区域的数据信息。

  3 无人机航测技术在矿山测绘中的应用

  3.1 准确获取矿山相关的数据信息

  在航拍过程中,无人机航测技术可以根据系统自身的计算功能提高航拍过程中各项数据的可靠性。具体来说, 基于计算机 编程设定相关的计算公式和计算方法,根据检测的图像以及数 据信息进行数据分析工作,从而对相关航测数据进行科学计算, 以此获取准确性较高的测绘数据。在矿山测绘工作中, 为了确保 无人机航测技术有效储存矿山的图像信息,相关技术人员需要 及时更新无人机航测技术的相关数据参数, 在更新升级下, 无人 机航测技术可以根据不同地形的矿山开展有针对性的数据、形 态分析工作, 并合理存储所记录的各项数据, 为矿山测绘工作提 供有力支持。在传统的矿山测绘工作中, 主要采取人工方式开展 实地调研, 实地测绘矿山的地形以及各项数据信息, 但是人为操 作失误性较大, 很容易出现数据误差情况。而无人机航测技术主 要通过计算机系统计算相关数据,能够大大增强数据信息的可 靠性, 有效降低人为操作误差情况的发生几率, 确保所获取的矿 山数据具有较高的精准度。

  3.2 合理确定矿山测绘结构

  使用无人机航测技术确定矿山测绘结构时,技术人员需要 提前对重点测绘矿山区域进行细致划分,通过野外地形探勘合 理选择对应的测量点,有效确保无人机严格按照原定计划设定 路径开展矿山地形探测工作,如果飞行过程中出现偏差技术人 员也能够对其进行有效控制, 尽可能确保航测图像、数据的精准 性。在选取测量点时,需要首选简单容易的测量点,最后选择难 度较大的测量点。一般来说, 矿山中具有较强特征性的物体是测 量点的首选项,这样无人机在高空飞行中可以快速发现探测目 标,针对矿山中不容易判读的物体,比如电线杆、水井等物体, 需要及时进行补测,以确保航测数据的全面性。当测量点确定 后,就可以将其作为矿山测绘结构的基准点, 然后使用无人机开 展航测工作, 全面收集矿山测绘所需的各种数据信息, 并进行整 理归纳, 确保它的数据格式满足矿山测绘软件的运用需求, 从而 测绘出精准、可靠的矿山地形图像。在进行矿山测绘结构确定工 作时,通过合理应用无人机航测技术可以 360°的无死角转换, 从不同的角度拍摄矿山地质情况, 实现全方位、多角度精准采集 矿山地质数据。

  3.3 科学布设图像控制点

  在矿山测绘工作开展过程中,布设图像控制点一直是测绘 工作最大的难点。通过合理布设图像控制点,可以实现全天24h 实时监测矿山地质状况,便于全面记录矿山区域内的天气、温 度、光照、湿度等景象,而且可以全面候记录矿山资源的变化情 况和发展状态,从而提供强有力的矿山测量依据和矿山制图依 据,确保矿山测绘工作任务顺利完成。所以,进行矿山测绘工作 时,合理布设图像控制点就显得尤为重要, 技术人员需要根据实 际情况将布设点科学布设在不同方位上,确保所获取数据的完 整性。在以往的矿山测绘工作中, 主要采用人工方式实地布设图 像控制点,由于矿山内部环境复杂恶劣,地面陡峭崎岖,存在很多的安全隐患, 这就加大了人为布设的危险性, 而且还存在很多 人们步行无法抵达的地方,这就进一步增加了控制点布设的困 难程度, 严重影响了矿产测绘工作的顺利进行。而使用无人机航 测技术布设图像控制点时,基本不会受到地理环境的限制作用, 可以全方位、多角度布设图像控制点位置, 通过在画面中心向左 移动若个点位, 将其当作新的图像中心区域, 可以有效避免矿山 航测区域内景象变形、失真情况的发生,获取完整的记录影像, 为矿山测绘工作开展提供可靠依据。

  3.4 整治修复矿山环境

  进行矿山测绘工作时,很有可能会开采部分矿山区域,从而 破坏矿山生态环境,打破原本生态环境的平衡性。此种情况下, 就需要采取有效措施整治修复矿山环境,进一步完善生态环境, 确保生态环境具有良好的稳定性。通过应用无人机航测技术, 利 用无人机飞向矿山区域的高空位置,航拍矿山内部的地形地貌、 矿产资源状况, 获取全面的俯角影像, 然后以遥感图像为依据测 绘矿山的相关数据, 获取相对应的遥感影像。最后技术人员需要 开展分析、计算工作,相互转换不同的数据信息,就可以直观看 到无人机经过区域的自然环境,并推算分析该地区的实际地理 情况, 获取较为真实准确的矿山内部破坏状况, 便于工作人员制 定有针对性的环境整治措施,为矿山环境修复工作的高效开展 提供良好的基础条件。无人机航测技术在遥感技术的支持下可 以影像记录那些人为监测不到的区域,实现全方位无死角的录 像,技术人员通过分析处理影像中的内容, 可以获取全面详细的 矿山地貌情况, 为整治修复矿山环境提供真实的数据信息, 确保 矿山环境修复的科学性和合理性。

  将无人机航测技术应用在矿山环境修复工作中,需要先对 矿山地质界限进行明确确定,全面掌握了解区域内的分布情况、 水域情况以及山体高度等, 从而合理规划无人机航测路径, 在此 基础上开展航测工作。为了达到全覆盖的数据采集效果, 预防图 像失真问题的发生,进行路线规划时还需要对原有的扫描范围 进行适当扩大,提高航测数据的完整度。进行监测数据处理时, 环境分析的重要特征主要借鉴参考环境的敏感性,如果矿山环 境具有较高的敏感性, 就说明生态环境缺乏良好的稳定性。分析 环境敏感性时, 需要对区域矿产资源利用现状进行全面考察, 以 此来掌握矿山环境的真实状况, 合理划分环境的敏感性, 从而加 快恢复高敏感性区, 有效保护非敏感区, 取得良好的矿山环境整 治修复效果, 大大提高生态环境保护作用。

  3.5 合理保护矿山资源

  我们都知道,矿产资源是经过漫长岁月逐步在地质中形成的富集物,它的再生过程非常缓慢,需要千万年或者上亿年的 时间,站在人类历史角度,矿产资源就是不可能再生的自然资 源。所以,在进行矿山测绘、矿山开采时,就需要注重合理保护 矿山资源, 确保矿山测绘的科学性和合理性, 最大限度降低测绘 工作对矿山资源产生的不良影响, 从而建设绿色矿山, 实现矿山 资源的可持续发展。但是就矿山资源的实际发展现状来看, 虽然 我国颁发了相关的法律法规和保护政策,但是由于人们缺乏较 高的资源保护意识以及相关监管部门监督管理不到位,实际的 矿山测绘工作中还是存在或多或少的人为破坏问题,矿山资源 开采过度、矿山中的树木过度砍伐等问题普遍存在, 不仅严重破 坏了矿山的生态环境, 也造成了矿山矿产资源的浪费, 不利于矿 山资源的绿色发展,也阻碍了我国矿山资源可持续发展战略的 全面落实。此种情况下, 就需要将无人机航测技术应用在矿山资 源保护工作中,通过无人机技术实时监控矿山测绘行为和资源 开采行为, 及时制止一些不规范的作业行为, 从而最大限度减少 人为破坏情况。具体来说, 可以使用无人机航测技术实时监测矿 山的空气质量,通过分析所获取的数据信息分析矿山区域的各 项空气指标, 合理判断矿山空气中是否存在人为的污染成分, 从 而为矿山监管部门合理部署矿山资源保护工作提供可靠的数据 支持。同时, 还可以使用无人机航测技术实时监测矿山内部的整 体构造, 全面监督矿山上的树木砍伐情况, 及时制止滥砍滥伐行 为,有效避免矿山资源浪费情况的发生。此外,在矿山测绘工作 中,无人机航测技术主要是在矿山区域上方的高空位置航拍数 据信息, 不需要进行人为实地测绘, 这样就不会产生破坏矿山资 源的行为, 实现了矿山资源的有效保护。

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  4 结语

  综上所述,无人机航测技术在矿产测绘工作中占据着重要 地位, 依托于无人机航测技术的便捷度和自动化功能, 不仅能够 自动化详细记录检测的数据,取得理想的数据监测效果和质量, 大大减轻测绘人员的工作强度,还能获取全面准确的监测数据, 确保绘制图纸的详细性和完善性,提高矿山测绘工作效率和工 作质量。所以,进行矿产测绘工作时,需要将无人机航测技术应 用到各个工作环节,并持续优化完善、创新无人机航测技术,进 一步提高无人机航测技术的应用范围和测量精度,切实满足矿 山测绘工作的未来发展需求。
 
 
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