219391004_无人机遥感技术在矿山测量工程中的运用

2023年 3月下 世界有色金属

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无人机遥感技术在矿山测量工程中的运用

张 玮

（山东省地矿测绘有限公司，山东　济南　２５０００１）

摘 要：

人力开展矿山测量测绘活动，容易受到地理条件、环境气候等因素的影响，降低规划绘图的效率和精准性。在科学技术迅速发展的背景下，我国测绘工作得到了良好的发展，基于信息技术、网络技术以及光电技术的不断升级与优化，无人机遥感技术作为一种新型的矿山测量测绘技术日趋成熟，并得到广泛地应用，能够有效提高矿山测量效率，促使测量工作向系统化、科技化、智能化的方向转变。本文深入分析无人机遥感技术在测绘测量工程中的运用，以期为相关工程发展提供借鉴。

关键词：

无人机遥感技术；测绘技术；矿山测量中图分类号：ＴＤ１７ 文献标识码：Ａ 文章编号：

１００２－５０６５（２０２３）０６－００２７－４Application of UAV Remote Sensing Technology in mine survey engineering

ZHANG Wei

（Ｓｈａｎｄｏｎｇ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｓｕｒｖｅｙ　Ｃｏ．　，　Ｌｔｄ．　，　Ｓｈａｎｄｏｎｇ，　Ｊｉｎａｎ　２５０００１）

Abstract:　Ｉｔ　ｉｓ　ｅａｓｙ　ｔｏ　ｂｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ　ｂｙ　ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｃｌｉｍａｔｅ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｔｏ　ｃａｒｒｙ　ｏｕｔ　ｍｉｎｅ　

ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｂｙ　ｍａｎｐｏｗｅｒ，　ｗｈｉｃｈ　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｐｌａｎｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｍａｐｐｉｎｇ．　Ｉｎ　ｔｈｅ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒａｐｉｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｏｕｒ　ｃｏｕｎｔｒｙ＇ｓ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｗｏｒｋ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｗｅｌｌ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｕｐｇｒａｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ａｓ　ａ　ｎｅｗ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ＵＡＶ　ｒｅｍｏｔｅ　ｓｅｎｓｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｂｅｃｏｍｉｎｇ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｍａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ，　ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ，　ｔｏ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ｔｈｅ　ｓｕｒｖｅｙ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ，　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ，　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｈａｎｇｅ．　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＵＡＶ　ｒｅｍｏｔｅ　ｓｅｎｓｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｉｓ　ｄｅｅｐｌｙ　ａｎａｌｙｚｅｄ，　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．

Keywords: ＵＡＶ　ｒｅｍｏｔｅ　ｓｅｎｓｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；　ｍｉｎｅ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ

收稿日期：

２０２３－０１作者简介：张玮（１９８６－），男，山东济南人，本科，工程师，主要研究方向：工程测量及地理信息。

无人机遥感技术是无人机技术与遥感技术的结合体，可以促使测绘整体水平得到显著提高。遥感技术应用的时候需要建立具有科技性的遥感平台，可以利用遥感器与传感器对数据进行传输，确保数据传输的速度和数据的实效性。遥感平台中的遥感器主要就是负责对数据的传输和接收，遥感器与无人机技术的结合可有效推动测量工作顺利开展，为其提供有效的技术支持。

1 无人机遥感技术概述及应用优势

1.1 无人机遥感技术概述

无人机就是不需要驾驶人员也可以完成飞行起飞的一种飞行设备，即便飞行器在飞行时发生故障，也不会对人员安全造成威胁。遥感技术与无人机的有效结合，可以对人类无法触及到的领域进行探测，并且还可以采用图像的形式价格具体领域清晰地展示出来，哈可以为研究人员更加深入地研究提供技术指导[1]。遥感技术与无人机技术相结合，可以实现“1+1>2”的目标，可以提升工程测绘工作的质量，实际应用过程中可以充分体现出有监测尺度大、效率高、兼容性好的特征，促使其应用范围广泛推广。

1.2 无人机硬件的发展

近年来随着科技的发展，无人机的材质层出不穷，特别是碳纤维等新型材料的应用使无人机体积更小，强度更高极高的保证了无人机的稳定性和适应性。新型电力电池的出现也极大的增长了无人机的飞行时间，极大的满足了航摄飞行

的需求。

图1 无人机为载体的矿山测量

随着机身材料更新和动力电池的发展，更无人机从最开始的固定翼无人机、单旋翼无人机，向复合翼无人、多旋翼的无人飞行器不断发展。起降方式也由最开始的手抛、弹射、滑翔等向着垂直起落发展。垂直起落的方式让无人机受场地的制约越来越小，起飞要求也更加简单从而做到了更大的作业面积和更灵活的起飞场地。多旋翼的飞机拥有更多的起降臂，通过调节不同起降臂的旋转速度来调控旋翼飞机的姿态的，使其在空中可以更灵活的作出各种姿态，更快速的

的到达想要去的目的地，旋翼飞机操作方便、姿态多样、可快速替换各种荷载应用场景不断扩大，已经成为现代作业不可替代的重要航飞器。多旋翼无人机也有其工作弊端，由于其特殊的气动布局使其航飞速度大打折扣，单次航线作业面积受限，现阶段主要用于小规模测区航测，复合翼无人机是既能垂直起降又能水平航飞的无人机，它即有旋翼机的灵活性，又有固定翼飞机的高速飞行和大荷载的优势，在矿山测量过程中，可利用很小的平台作为支撑进行起飞和降落，进而满足大场景小平台的复杂环境测绘，复合翼无人机的出现使无人机的应用场景进一步扩大。[2]

1.3 无人机操控软件和载荷的发展

现代无人机的飞行航飞已经可以依靠操作平台来完成，人为干预越来越少，现代的无人操作平台，已经包含了飞行参数设置、飞行器参数获取、飞行指令发送三大部分。

随着现代无人机越来越智能化，航测任务也变的越来越简单快捷，一些基本的飞行参数设置可以在室内进行，根据任务区域和载荷的不同，飞手可以在快速的将飞行任务规划好，由于多平台的联合办公，让操作平台可以获取覆盖全球的低精度DEM数据，这些数据可以为无人机的航飞提供安全保障，让无人机的飞行更加高效和安全。应急参数的设置使无人机的飞行更加安全，它能够让无人机在飞行时对于危险进行感知，并对感知到的危险及时作出正确的决断。这使得无人机对飞手的操作水平要求大大降低，同时也能够让超视距飞行变的更加安全。

无人机在空中飞行过程中需要控制很多参数，只有各种参数能够正确有序才能使无人机安全飞行，但是各种参数错综复杂，及时的收到并判别各种参数的准确性和正确性就显得尤为重要，现阶段的无人机操控软件通过对各项参数的颜色划分很好的解决了这一问题，当参数指令为绿色时则表示一切正常，不需要人为干预，当出现黄色时表示有轻微问题，需要操控人员解决以防问题变得更严重，当出现红色方框时表示问题非常严重，操作人员必须及时作出反应防止安全事故发生。

现在无人机航飞时人为参与很少，飞行指令主要用于紧急情况和航测任务调整时发送，一般的的指令有就地盘旋、返航、遥感设备启用关闭等，这些指令的发送让无人机航测的安全性得到了更好的保障，也使航测任务更多样化更灵活。

随着现代数码相机的发展，机身重量更小巧，拍摄精度和成像分辨率越来越高，通过提前调整参数的方式使航测过程中的成像更加清晰和符合实际情况，现在随着倾斜摄影的出现，四镜头、六镜头、多镜头不断涌现，像素也不断被刷新，成像的精度越来越好，测量精度也随之提高进一步推高了无人机航飞的应用价值。

随着现代测绘技术的不断发展，各种遥感设备的大小及体积越来越小，传感器的质量越来越高，涌现出了更多的机载遥感设备，机载雷达、热成像设备、多孔径雷达、三维扫描仪器等设备的机载化，让无人机的测量工作越来越精细化，应用场景不断扩大，特别是对之前部分山高林密的危险测绘区域有了更多的解决方案。

1.4 测量数据后处理软件的发展

无人机航测完成后，对应的测绘成图软件和三维系统展示软件也显得尤为重要，现在主流的处理软件有PIX4D、Altizure、大疆智图等预处理软件，这些预处理软件可以针对不同作业要求生成不同的参考地图和模型。处理完成的数据一般包含三维坐标点云数据、数字表面模型DSM数据、正射影像DOM数据、三维纹理模型等。通过对预处理的数据进一步加工可以得到我们需要的最终应用数据，现阶段的主要成果是地形图和三维实体模型，主流应用软件有清华山维的EPS软件、南方航测三维测图软件、smart3d软件等，通过预处理软件和后处理软件的互相结合既保证了成的图精度，又实现了三维地图和二维地图的无缝衔接和成果的更多的拓展使用。

1.4 无人机遥感技术应用优势

测绘矿山测量工作中应用无人遥感技术，能够推动测绘测量工作顺利进行，同时也可以确保测绘测量结果的准确性和安全性[3]。无人机遥感技术属于一项全新的信息系统，具有计算机技术和图像处理技术的特征，实际应用过程中，能够促使矿山测量效率得到显著地提升。我国目前对于这项技术的研究时间比较短，所以无论是在应用过程中还是推广过程中都存在很多不足，但是应用期间所实现的安全性和技术性是不可磨灭的。无人机遥感技术应用在矿山测量工作中，可以保障图像的清晰的和准确性[4]。

2 无人机遥感技术在矿山测量工程中的主要方向

2.1 在矿山规划测量中的应用

实际工作中，设计人员可以巧妙利用无人机遥感技术，在短时间内收集更多区域内的地理信息，从多个角度上进行测量，获取更高分辨率的图像，提升图像质量，使矿山的地形模型具有实时性和直观性。科学技术水平地不断提升，设计人员和规划人员要想是自身在工作岗位上实现自身价值，可以使该行业在矿山发展取得不错的成绩，就需要不断掌握新时代技术的发展趋势及社会发展需求，利用无人机传递资料的方式对实施方案进行判断，无任何问题后将方案落实并实施，可以从无人机的角度对测量区域进行拍摄，并取得有效成效[5]。如果发现利用无人遥感技术可以发现矿山建设与实际需求的差异，管理人员便可采取有效措施缓解甚至缩小其差异，更好地满足矿山发展借助无人机遥感技术就可以准确地发现矿山建设与实际需求存在的差异，管理人员就可以及时采取措施进行改进和弥补，促使矿山建设与发展都可以达到高效化。对矿山规划中所涉及到的数据记性收集和整理时，技术人员需要结合工作续期，合理调整无人机的拍摄角度，规范拍摄范围及路线，确保航拍数据的准确性显著提高。

2.2 在矿山地形测量中的大力应用

由于矿山大部位位于山区或人烟稀少地区，交通不便地形复杂，测绘工作的困难加大，当采用无人机遥感技术后就可以极大的降低测绘人员的工作强度，并且可以把矿区的地形地貌情况更直观的展现出来。无人机遥感技术在实际应用

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