矿山储量动态监测中无人机摄影测量技术的应用研究

唐 剑

（湖南省地质矿产勘查开发局四0二队，湖南 长沙 410000）

在我国，矿产资源是经济发展的重要组成部分，为经济发展奠定基础，人们对矿产资源进行开发和利用，对于我国经济的发展起到促进作用。国家对资源进行有效开发和管理，逐渐成为矿产相关部门的重要职责。无人机摄影测量技术，能够灵活便捷的对矿山储量动态变化情况进行监测，因此该技术被广泛应用于矿山检测中。无人机摄影测量技术，可以快速准确的找到矿区储量变化情况，这就为相关部门对矿藏的开采提供有利依据，还能够在一定程度上避免矿产资源被浪费。

1 无人机摄影测量技术的项目意义

大部分矿山所在位置均向度偏僻，矿山所处地区的地形向度复杂，自然条件也相对恶劣。针对采矿工作，如果使用传统的监测方式，难以获取预期效果，同时还会花费较多的人力物力、财力等。对无人机摄影测量技术进行应用，能够直接在空中对矿山进行监测，从而可以最大程度的降低抵地形复杂程度对监测所带来的影响，同时还能够进一步减少监测难度。此外，无人机所飞行的航高，通常在1000m以内，在无人机上还携带者高分辨率的数码相机，通过该数码相机，可以形成不同形式的图像[1]。对无人机进行使用，对于起落场地要求不高。只要当时天气情况良好，便可以对想要了解的数据进行有效采集。和其他数据采集方式进行对比，采用无人机摄影技术对数据进行采集，具有较高性价比，具有较高的经济性，适合对其进行广泛推广。

2 矿山储量动态监测中无人机摄影测量技术的应用

2.1 无人机数据的获取和处理

（1）航摄方案。采用无人机进行数据获取过程种，使用的是较差航线的航拍，借助相机进行拍摄，其原片保持在航带内具有80%的重叠。不同航带之间，存在60%的重叠，其中可以获取真彩色的像片，分辨率为0.06[2]。

（2）控制测量。在开展具体测量过程中，所控制地点的直径为1m，相应测量区域的中间位置和四周，可以设置5个控制地点，通过这种方式能够降低具体的测量难度。

（3）空三加密。采用光束法，可以才空中实现三角测量，此后借助外业进行对结果进行有效控制，然后再借助内业针对定向点中的高程值、平面坐标做出进一步解算。

（4）生成DEM和DOM。人们使用空三加密方式，结合空三加密的成果，形成一种三维形式对点云文件，此后结合点云文件所形成的摄区位1:1000的DEM。此后使用外方位元素和DEM，对相应数字实施微分的纠正，从而获得DOM。

2.2 无人机数据矿山动用储量监测

（1）矿坑底面确定。人们对矿坑底进行开采之前，矿坑的原始状态属于一种自然地貌，可以将这些矿坑当成是一些相似的平面[3]。在对这些平面进行具体的计算时，架设在两个矿坑的上面，存在矿坑边缘测量的高程点均值。

（2）确定矿坑底面。对无人机进行应用过程中，利用其生成的DEM，针对矿产监测的下底面进行确定。此后应用储量进行计算，用户可以应用ArGIS Desktop栅格代数运算器进行计算，利用上底面减去下底面，进而获得有效差值。针对差直面中的不同参数，做出相应统计[4]。

2.3 地质测量

先采用资源评估方式，其公式为Q=S×H，该公式中，Q代表的是资源储量，其单位为立方米。S指的是采坑面积，单位为平方米。H是平均采深，单位为米。其次是对资源储量估算参数进行明确，其中采坑的具体面积是借助1:1000的资源储量对图中获得的内容进行评估。而平均采深则是借助不同测量点的采坑顶和底之间的差值。

图1 无人机摄影技术拍摄图分析

3 无人机摄影测量技术矿山储量动态测量可行性

（1）精度分析。对传统测量方式进行具体应有过程中，确定的是真值，而偏差值所使用的是传统测量结果，是将无人机摄影测量结果减去后获得的。以某矿场A和B为例，对无人机摄影测量技术应用可行性进行测定，两个矿区之间检测相对误差在10%以内，其中B矿中使用无人机摄影检测技术，所得误差在1%以下，同时还看到A区的矿坑中存在校对堆积，对比传统测量方式和无人机测量方式，得出无人机测量结果更加精确。

（2）效率统计。对无人机进行使用，具体测量过程中，需布置5个像素点，然后对高分辨率的相机进行应用，一共拍摄200多张原始照片，同时还制定了相应的DOM和DEM，使用时间为16个小时。对传统测量方式进行应用，所需测定时间为42小时[5]。由此可见，对无人机摄影测量方式进行应用，应用效率高于传统矿山测量方式。具体检测过程中，能够有效减少测量难度，从而减少地形对其的影响。

（3）案例分析。以某矿山为例，其使用一架小型固定翼无人机——SenseFly，该无人机的测量范围为450公顷，面积较广，相当于750个足球场的面积。该无人机在4h内，便可以对这片区域完成测量。测量结果为“正射影像图”其中有较为丰富的矿场库存、裸露表面采石场的相关信息。该矿山出产有九种不同类型的矿石，但是没有分开储存空间。采用无人机摄像，生成一定的三维模型，从而对库存进行区分，最终保障能够模拟出正确种类的工厂三维模型。

4 结语

在矿山动态监测中，使用无人机摄影技术，能够比较精确的了解矿山的整体实施情况，针对矿山综合使用区域和相应的地理空间分布情况均能有实现准确评估，直观了解到矿山储量动态变化情况。对无人机摄影检测技术进行应用，在矿山储量动态变化存在较高的可行性。同时，无人机所获得的数据，经过空三加密之后，使用较少控制点之后，能够获取相对准确的数据。