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摘要 ：矿山地形图绘制有着十分重要的作用，是采矿作业 与矿山保护的基础性工作，对于确保采矿安全，提高采矿生产 效率， 保护矿区生态环境等都有着至关重要的现实意义。一般来 说，矿山区域的占地面积比较大，在地形方面也是较为复杂多 变。采用传统的测绘方式不但需要投入较大的劳动资源， 绘制的 周期较长， 同时还会对测绘人员的人身安全造成较大威胁。传统 的测绘技术已然难以适应新时期的矿山地形图测绘工作要求。 无人机航测技术是一门新兴的空间数据采集技术，融合了对无 人机、倾斜摄影测量、计算机视觉等技术的应用，在矿山地形图 测绘工作中发挥了巨大作用。基于此， 文章对无人机航测技术在 矿山地形图测绘中的应用进行了相关分析、探讨， 希望能够为提 高矿山地形图测绘工作水平提供有益参考。
对矿山地形进行测绘，是合理开发矿山资源、保护矿山环境 的重要基础工作。传统矿山测绘工作使用的测绘技术存在成图 速度较慢、测绘精度较低、安全水平低等诸多不足，都严重限制 了矿山地形图绘制工作水平的提升。因此， 为提升矿区地形测量 绘制技术水平， 满足日益增长的矿区测绘工作需求， 测绘企业要 结合当前测绘工作发展形势与最新要求，应用无人机等新型技 术进行航测测绘， 第一时间掌握矿山地形测绘数据， 确保矿山地 形测绘工作顺利开展。无人机航测、现代信息化技术等高新技术 的应用能够有效应对复杂地形地貌，为矿山地形测绘工作提供 良好保障。
1 无人机航测测绘技术相关概述
无人机航测技术在矿上地形图测绘中的应用主要设计了对 无人机技术、倾斜摄影测量技术、遥感技术、模型构图技术、定 位技术等的应用，有效突破了传统测绘方法在矿山地形测绘过 程中难以解决的问题， 为矿山测绘工作提供有效的技术支持， 促 进矿山测绘工作发展。根据目前无人机技术应用及发展趋势来 看，无人机航测技术在矿山地形图测绘领域应用日趋成熟。这一 技术在进行数据的测量、分析时， 主要结合使用三维模型对点位 坐标、距离高差、土石方等方法，进而绘制出矿山区域中的各种 地形分布情况和其经纬高度， 以及其他特殊的地形情况， 对于矿 区开采与矿山保护有着至关重要的参考作用。
无人机航测技术以无人机作为测量工作的基础，在无人机 上搭载各种功能的航摄像机， 以此来实现全方位、各角度的测绘 影像采集和数据测量。无人机航测技术与其他测绘技术的不同之处就是能够利用自身优势对目标进行多个角度拍摄，全面真 实的反映目标情况，精确获取目标的各项数据。无人机航测技 术还能够与三维建模、定位等技术结合使用，建立三维模型。以 此为基础，根据技术运用流程，通过航天摄影、pos 信息获取等 技术自动采集影像数据。采集环节结束后，对图像进行处理，优 化测量效果。此外，以上流程结束后，无人机倾斜测量技术还要 进一步对数据进行处理。主要提升控制点影像关联力度，使用 空三运算完成成果输出流程， 最后获取三维实景模型， 同时建立 DEM模型。这一技术的应用替代了传统测绘进行户外测绘的工 作流程，降低了测绘工作的危险性。最重要的是，无人机航测技 术能够采集目标的精确图像，工作人员能够掌握矿山地理环境 的真实情况，绘制出真实、全面的矿山地形图。无人机航测技术 是矿山地形图绘制的创新运用，打开了我国矿山地形测绘工作 的新格局， 提供了强有力的技术保障。
2 无人机航测技术在矿山地形图测绘中运用的可行性分析
矿上地区的区域环境较为复杂特殊、工作范围较广，因此， 在进行矿山开采、保护等工作之前，需要对矿山地形图进行测 绘。矿山地形测绘工作是开展矿区生产工作的基础， 必须对测绘 工作进行科学规划， 制定完善的工作方案， 实现矿山地形测绘工 作的各项工作目标，保障矿山开采安全、高效，同时为矿区保护 提供有效依据。一般来说，矿山区域大部分占地较广，地形地貌 较为复杂，如果还使用传统的测绘方法，很难推进测绘工作。主 要原因是传统测绘方法缺乏高新技术和新型设备，以人力测绘 为主的方式需要较长的测绘周期，测绘数据也存在较大的误差， 缺乏精准性，不能实时传输数据，因此，容易造成数据缺失，导 致矿区开采工作推进困难以及会使得测绘人员面临一定的安全 威胁。传统测绘仪器主要有全站仪、GPS 等，测量方式主要以单 点式测量为主， 虽然传统的测绘方法也能够实现连续观测， 但是 存在较为显著的点位分散问题， 不能全面分析、掌握矿山地形的 整体情况， 导致绘制的矿山地形图的全面性不足。三维扫描激光 技术也是传统测绘技术， 能够重新建立矿区的三维模型， 快速得 到三维数据， 但三维激光扫描设备采购成本较高， 对测量点环境 具有较高要求，存在较高制约性。与之相对，无人机航测技术的 应用则具备较为明显的优势。无人机航测技术能够将无人机、倾 斜摄影技术、计算机视觉、模型构造等技术进行结合应用，对矿 山地形进行全方位摄影处理。无人机航测技术能够解决传统技 术不能解决的航测垂直摄影问题，不但提高测绘效率还能提供精准数据，在现代矿山地形图测绘中有着较高的可行性与广泛 应用性。
3 无人机航测技术在矿山地形图绘制中的应用优势分析
3.1 测量范围广
传统的测量测绘技术会受到地域、环境的较大限制，而无人 机航测技术较之传统测量测绘技术具备较广的测量范围。在狭 小涧道、高耸山区无人机航测技术都有着较好的适用性。采用远 程操控的方式，无人机能够较为轻松的地适用于各种地域环境， 尤其是利用光谱分析来的方式对勘测数据信息进行收集，大大 提高了数据收集的便利性与准确性。
3.2 信息处理效率高
在无人机完成对勘测地点的图像拍摄之后，通过计算机软 件对这些图像信息进行快速处理，能够在较短时间内获得相应 的信息数据。较之传统的人工测量测绘， 无人机航测技术的应用 具备更快的信息处理速度，在收集完数据之后通过内部特有的 传感器能够与信息处理转换系统直接连接，进而实现对目标采 集范围内信息数据的快速处理。
3.3 经济成本低
较之传统的人工测绘测量，采用无人机航测技术的经济成 本相对较低。建造一个无人机飞行器的成本较之制造一个航测 飞机的成本要低得多， 在整体上大大缩减了成本支出。加上无人 机航测技术的应用不需要安排人员进行跟机操作，只需要进行 远程操控即可， 有效节约人员成本的同时， 提高了测绘测量操作 的便利性。
3.4 操作灵活性
测绘工作人员要根据项目测绘工作目标和需求，制定飞行方 案和路线，以此完成无人机飞行测绘工作。无人机通过飞行就能 够对高山、森林等复杂地形进行测绘数据收集。无人机航测技术 和传统测绘方法不同， 受复杂地理环境影响低， 受限程度较低。
3.5 测绘精确度高
无人机在进行测绘工作时，还能够依据测绘地点地理环境， 随时调整无人机飞行速度、高度、角度等。与此同时，无人机还 能够结合矿区测量需求， 在矿区进行大范围、大面积高速测量工 作，以此减少测量时间，提升工作效率。无人机航测技术主要在 无人机上安装多个航测相机， 以此保障无人机全方位、多角度摄 影质量， 提升测量准确度。
4 无人机航测技术在矿山地形图测绘中的实际应用
4.1 无人机航测技术的应用方法
无人机航测技术在矿山地形图测绘中的运用，首先是要对 无人机拍摄位置进行合理确定。唯有确保像控电点布设合理、科 学，才能确保图像与数据的合理性、准确性。若是在像控点布设 方面存在较大误差， 将会使得测绘质量严重降低， 并且会产生时 间与资源上的较大浪费。对此， 需要借助精度较高的卫星定位系统来确认无人机的拍摄地点，然后对拍摄使用的相机进行全面 的调试检查， 确保其处于正常的运行状态之后， 方可进行实际的 航拍测绘工作。
4.1.1 无人机摄影
在完成像控点的布设以及相机的检查校验之后，便可进行 实际的无人机摄像工作。这是无人机测绘技术在矿山地形图测 绘工作中最为核心与实质的环节， 必须确保整个过程的科学、严 格、认真。在实际作业中，需要对定位技术、自动化技术、遥控 技术等的综合运用， 来对无人机的飞行进行准确控制， 使其能够 在像控点位置，对需要测量的矿山实施反复多次、准确的拍摄。 其过程需要对每次成像的清晰情况进行参数的合理调整，直至 确保获得的影像清晰度满足测绘工作的要求为止。
4.1.2 正射影像图制作
在利用无人机拍摄的视频图像来绘制矿山地形图的过程中， 正射影像图的制作是至关重要的环节。虽然所有的航拍数据收 集工作完成， 若是在影像图制作过程中控制不当， 出现不良制作 的情况，将会对最终的成像效果产生极大影响，甚至可能产生 严重的错误现象。因此，在实际的工作过程中，在完成无人机的 航拍摄像之后， 需借助计算机软件的应用， 对正射影像图进行制 作，其过程需要对大量的方位元素分析以准确获得三维点， 并进 行航测图像的进一步分析。正射影像图的制作， 需要保持较高的 谨慎态度， 最大限度地控制正射影像的出错情况， 进而获得高度 准确地测量数据分析结果。
4.1.3 制作可视化模型
借助对建设影像图的准确绘制，便可得到矿山地形的三维 图像， 进而通过对三维图像的可视化处理， 实现对矿山地形影像 数据的真实还原， 能够为相关工作提供直观的矿山地形影像。结 合对矿山区域环境与人文环境的综合分析，实现对地表全貌以 及矿山地形分布情况、特征的直观观察。
4.1.4 空三加密计算
在完成航测作业之后，借助对相关解析方法的应用，能够获 得相片外方位因素和加密点坐标。通过对相片数据的校正能够 将坐标残值绝对值控制在最小范围，同时通过有效的观测点数 据处理， 能够将测量的误差控制在合理范围内。在进行加密计算 过程中，工作人员需采用自检校的评价手段来控制和降低地球 曲率以及大气折光对于测量产生的误差影响，进而确保测量与 计算结果具有较高的准确性。
4.1.5 外业测绘与内业测图
无人机行测技术在矿山地形图绘制工作中的运用，需要对 高度、宽度、方向等基本参数进行合理确定，保障无人机测量数 据的较高准确性。在对相关行测地区像控点设置参考测量过程 中，需要借助专业的方法，对测图高程、平面坐标等参数进行准 确计算。对于侧图误差较大的情况则需进行再次补测， 直至获得 较为准确的测图数据为止。
4.2 无人机航测技术在矿山测绘中的应用
4.2.1 航线设计和地面控制测量
在进行飞行航拍之前，需做好对测绘区域全面的踏探工作， 尽可能的了解和掌握测绘面积、地形， 以勘测结果为依据对测绘 区域进行多个勘测区域的合理划分，进而对航线图进行合理设 计。在航线途中须对飞行高度、航线横向重叠度等相关内容进行 清晰、准确标注。在无人机行测技术应用过程中，地面控制测量 是较为关键的技术应用， 是对无人机飞行情况的控制， 并且会对 航拍的摄影质量产生直接的影响作用。为实现对测绘区域航拍 的全面覆盖， 需做好测绘区域的空间点布设。在进行地面控制点 的布设过程中， 通常以区域网视角布设的平面控制点为依据， 对 航线间距、航线重合度等进行合理确定。在不同的飞行区域进行 航拍过程中， 需对结合部位地面控制点进行合理的布设， 有效避 免不必要的航拍重合度， 以及提高摄影摄像的拼接效果。
4.2.2 空三加密测量
在借助无人机进行航拍测量过程中，不可避免的会存在拍 摄的空白区域， 包括存在严重遮挡或者区域死角等， 对测绘区域 局部测量精度产生不良影响。对此， 可以借助空三加密处理的方 式来解决这些问题。空三加密指的是通过对航拍影像外的方位 元素的准确运算， 借助计算机处理技术， 有效排除测绘区域不良 因素干扰， 获得与真实情况较为相近的数据信息。空三加密测量 是消除测量空白区域弊端的重要技术应用，同时也是提高测量 精度较为重要的技术之一，能够使得地形地貌条件较差的测绘 区域也能获得较高的测量精度。
4.2.3 内业数据处理
在完成航拍影像数据等外业操作之后，需要对相关的影像 数据进行内业数据处理。主要是针对空三数据加密得到的数据 信息进行平面坐标上的计算工作，通过对不同影响数据在统一 数据平台上的拼接， 转换同名相点， 消除航空拍摄的影像畸变问 题，实现测绘精度的有效提升。经过初步处理之后的数据，导入 到相应的处理软件当中， 在进行内定向、去测平均高程等相关操 作之后， 进行矿山数据信息的采编。完成这些操作即可得到矿山 地形图的成果图件。此外，还需对成果图件进行逐项检查，确保 其质量充分满足精度、比例等方面的要求， 及时纠正不合理的情 况，最终得到较为准确、全面的成果图件。
5 强化无人航测技术运用的相关措施
5.1 设备检查
无人机航测技术应用及其优势的发挥需要确保设备测绘的 较高准确性，这就要求设备必须时刻处于最佳状态，做好测绘 调试至关重要。设备在使用之前， 必须最好对设备性能的全面检 测与优化，进行充分的试飞试验，对设备的不稳定性进行调试、 优化。除此之外，还应做好对设备的日常保养，尤其是要求对通 讯、电源、对地电台、航测等方面性能的定期检查，保障设备应 用安全、高效。
5.2 测绘数据采集
在矿山地形图测量中无人机航测技术的应用能够有效提高 测绘数据采集全面性， 此过程要求工作人员对测量要点与相关注 意事项予以足够重视。在进行测绘数据获取过程中，较为常用的 采集方式除了手动数据采集方式之外， 更多的是注重对自动加密 数据采集方式的应用。自动加密数据采集技术的应用需要借助拍 摄设备与传感设备来实现， 同时将收集到的数据信息保存在装置 内部，在具体操作过程中需要获取内部存储与方位权限，且数据 信息需要与实际情况相结合。在获取最佳数据质量之后，需要进 行二次检测以确保数据的全面性、准确性，提高数据的真实性、 可靠性。为确保数据收集的较高准确性，还需要对无人机摄像分 辨率进行提升。在利用无人机技术进行数据资料获取过程中除了 要对数据资料进行检测之外还需要利用大数据分析技术来实现 对数据的深入分析、挖掘， 提高数据资料的利用效率。
5.3 飞行、摄影质量控制
无人机航测技术在测绘工程测量中的应用关键在于对飞行 与摄影质量的控制，这是获得全面、准确测量数据的重要保障。 对此在实际应用过程中需做好以下操作要点的控制。一是要在 规定时间要求内带无人机进场， 以及确认其各方信息， 如降落起 飞方式、飞行速度等，确保获得清晰测绘影像。二是要求优化、 控制飞行高度，明确拍摄航高与飞行航高差，并进行合理控制。 三是要注意加强对飞行状态的有效控制，避免其他信号对拍摄 准确性造成不良影响。四是要求对飞行过程中的上升、下降速度 进行有效控制，以及制定相应的安全保护方案，确保飞行安全， 顺利完成测绘工作。
5.4 恶劣环境的测绘测量
一般来说，工程测绘测量的环境都较为恶劣，如存在地势 变化大、环境复杂，尤其是在山区地区的工程测绘难度更大。在 采用无人机进行遥感测绘时也需要对这些环境问题进行合理规 避、预防，通过调整飞行高度、速度等来有效应对涧道、高山、 峡谷等恶劣环境的影响， 进行完整的测绘操作， 保障较好的矿山 地形图测绘测量质量。
6 结论
综述可知，无人机航测技术矿山地形图测绘中有着较为明 显的应用优势，能够有效提高测量测绘的工作效率与工作质 量。对此，相关部门必须对无人机航测技术的应用予以高度重 视，深入分析当前无人机航测技术在矿山地形图测绘中的应用 现状，充分发挥无人机航测技术的应用优势，更好地保障和提 高矿山地形测绘工作质量。
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