無人機(jī)航測技術(shù)在地質(zhì)環(huán)境治理中的應(yīng)用分析獲獎科研報(bào)告摘

要：現(xiàn)如今，隨著我國科技的快速發(fā)展，而無人機(jī)航測技術(shù)作為一項(xiàng)空間數(shù)據(jù)獲取的重要手段，具有續(xù)航時間長、影像實(shí)時存儲傳輸、分辨率高、機(jī)動靈活、相對于載人機(jī)來說，運(yùn)輸維護(hù)、作業(yè)成本等都較低等優(yōu)點(diǎn)。目前大量應(yīng)用于地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測、高海拔礦區(qū)的測量工作中。文章通過分析，主要以無人機(jī)航測技術(shù)為主線，對于礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理方面的問題進(jìn)行的探討。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)航測技術(shù);地質(zhì)環(huán)境治理;應(yīng)用

1無人機(jī)航測系統(tǒng)

傳統(tǒng)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查多采用人工排查的方法，因礦區(qū)面積較大，人工排查僅是點(diǎn)、線的排查，井下一個盤區(qū)對應(yīng)地表排查時間約一周左右，存在排查時間長，排查地點(diǎn)不全面等缺點(diǎn);常規(guī)航測為有人駕駛飛機(jī)，但因航拍比例尺小，成本高等問題，在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中很少采用。無人機(jī)航測可成制大比例尺地形圖，成本低，機(jī)動靈活，特別是在雨季三防期間，對不良質(zhì)地，地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)等可實(shí)時多期航拍，第一時間獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)，為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測預(yù)報(bào)工作提供了一種新的方法。

2無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用在礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理項(xiàng)目中的優(yōu)勢

與以往的技術(shù)手段相比，無人機(jī)的反應(yīng)更加便捷、圖像準(zhǔn)確度更高，其在治理工作中的應(yīng)用，可以為我們提供更加準(zhǔn)確、全面的數(shù)據(jù)信息，確保了整治方案的順利實(shí)施。而且，無人機(jī)的覆蓋范圍非常廣，受到環(huán)境因素的影響也比較小，對于那些地形環(huán)境復(fù)雜的地區(qū)，也能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的探測。

2.1高效性

一般來說，測繪工作往往需要進(jìn)行實(shí)地探測，進(jìn)而依據(jù)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像繪制，這一過程中，需要投入大量的人力、物力，如果遇到地形復(fù)雜的區(qū)域，更是要花費(fèi)大量的時間進(jìn)行細(xì)致的工作。而無人機(jī)的使用，則可以大大節(jié)約人力資源，縮減測繪時間，且無需冒險(xiǎn)進(jìn)入到那些環(huán)境惡劣的地區(qū)，利用無人機(jī)就可以得到想要的數(shù)據(jù)。這一技術(shù)不僅提供了更加全面的數(shù)據(jù)，還大大減輕了相關(guān)人員的工作壓力，有效的確保了地質(zhì)環(huán)境治理工作的順利開展。

2.2直觀性

在具體應(yīng)用中，無人機(jī)航測技術(shù)還表現(xiàn)出直觀性的特點(diǎn)，能夠直觀的反映礦區(qū)周邊的地理特征，幫助工作人員更加準(zhǔn)確的掌握礦區(qū)周邊地質(zhì)資源使用情況。通過對無人機(jī)設(shè)備的合理應(yīng)用，可以幫助人們更好的掌握治理進(jìn)度，從而為后續(xù)工作的開展提供了重要參考。作為一種新的技術(shù)，在實(shí)際使用中難免會表現(xiàn)出一定的問題和不足，相關(guān)人員要及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，并提出完善的解決措施，確保地質(zhì)環(huán)境治理治項(xiàng)目的順利實(shí)施。

3無人機(jī)航測技術(shù)在地質(zhì)環(huán)境治理中的應(yīng)用

3.1控點(diǎn)布設(shè)

像控點(diǎn)的布設(shè)采用兩種方法，一是在四等GPS控制點(diǎn)上布設(shè)地標(biāo)，二是利用航片進(jìn)行刺點(diǎn)。

3.2像控點(diǎn)測量

采用單基站RTK方法進(jìn)行，在已知點(diǎn)上設(shè)站，采用原有四等控制點(diǎn)求取整測區(qū)七參數(shù)，求取七參數(shù)時，對選用的已知點(diǎn)的可靠性進(jìn)行了檢核和優(yōu)選。平面的轉(zhuǎn)換殘差均小于3cm，高程擬合殘差均小于5cm。移動站采樣間隔為2秒，直接測出像控點(diǎn)的三維坐標(biāo)，取兩次測量的平面坐標(biāo)中數(shù)和三次高程中數(shù)為最后成果。

3.3內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

利用無人機(jī)航空攝影資料和像控成果，在全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站PixelGrid軟件中進(jìn)行空中三角測量計(jì)算;將空三成果導(dǎo)入Virtuozo攝影測量工作站，恢復(fù)立體模型，對影像進(jìn)行判讀，按照相關(guān)規(guī)范及要求，對地物、地貌要素進(jìn)行了采集，輸出符號化的分幅采集數(shù)據(jù);參照已有成果及正射影像，依據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、相關(guān)圖式、規(guī)范等技術(shù)要求，在基于AutoCAD平臺的圖形編輯軟件CASS上對立測采集數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形初編、圖廓整飾，形成DWG格式的DLG數(shù)據(jù)成果。（1）數(shù)字高程模型（DEM）制作。此次DEM的制作是用采集數(shù)據(jù)（先對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，刪除無用數(shù)據(jù)）直接反生出來，保證精度和DLG數(shù)據(jù)一致。作業(yè)流程是先收集DLG的三維數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成DXF格式，利用專業(yè)軟件進(jìn)行內(nèi)插生成DTM，最后生成DEM。（2）數(shù)字正射影像圖（DOM）制作。利用Orthomosaic正射影像制做軟件。

3.4數(shù)據(jù)處理

（1）空中三角測量。經(jīng)過無人機(jī)航攝得到的像片經(jīng)過改正處理后框標(biāo)坐標(biāo)殘差為0。內(nèi)定向時采用邊框自動計(jì)算方法，像點(diǎn)量測坐標(biāo)需要注意航攝儀物鏡畸變、像主點(diǎn)位置、地球曲率、大氣折光等誤差因素，并使用自檢校平差消除像點(diǎn)量測誤差。相對定向時像對連接點(diǎn)分布均勻，每個標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位區(qū)有連接點(diǎn)。自動相對定向時，每個像對連接點(diǎn)數(shù)目大于30個。（2）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。使用全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)導(dǎo)入POS數(shù)據(jù)進(jìn)行空三加密。根據(jù)內(nèi)外方位元素和數(shù)字微分糾正得到正射影像，經(jīng)過圖形鑲嵌、色彩平衡、圖廓裁切整飾等步驟，生成正射影像圖。使用全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集工作，按照圖式要求進(jìn)行數(shù)據(jù)分層，并按照圖層進(jìn)行地物、地貌要素采集和地形圖編輯，完成地形圖成圖工作。

4應(yīng)用效果

對于地質(zhì)環(huán)境治理實(shí)施的人員來說，無人機(jī)設(shè)備的廣泛應(yīng)用，不僅節(jié)約了人工成本，加快了工作效率，而且還有效地避免了失誤的出現(xiàn)，保證了數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。在后續(xù)的施工過程中，工作人員還可以應(yīng)用得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料，對運(yùn)行中的施工方案進(jìn)行改進(jìn)，確保相應(yīng)的地理位置信息更加精準(zhǔn)，盡可能減少資源的浪費(fèi)。

結(jié)語

無人機(jī)雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在難以克服的問題，由于抗風(fēng)和抗氣流的能力差，飛行不穩(wěn)定，在測圖過程中表現(xiàn)為測圖定向點(diǎn)和立體模型套合差大、接邊誤差大。同時無人機(jī)應(yīng)變能力差，不能對付意外事件，如高海拔或信號干擾時，易造成接收機(jī)與地面