无人机遥感技术在现代矿山测量中的应用探讨.pdf

2023年6月上 世界有色金属31测绘技术Mapping technology无人机遥感技术在现代矿山测量中的应用探讨徐述刚（甘肃煤田地质局一四六队，甘肃 平凉 7 4 4 0 0 0）摘 要：随着社会经济的发展，带动了相关技术的发展。现如今科学技术手段已经渗透到各个领域，测绘领域也深受影响。目前矿山测绘领域中诞生了新的测绘技术和仪器，推动了其行业发展。其中无人机遥感技术得到了广泛应用并获得了很多好评。利用无人机遥感技术不仅可以提高相关测量作业的工作效率，还可以帮助相关企业找到重要的矿产资源，所以如何提高无人机遥感技术在矿山测量中的有效性是当下相关领域研究的重要课题。基于此，本文就无人机遥感技术的基本内容以及技术特点进行了分析，提出了相关应用策略以供参考。关键词：无人机遥感技术；现代矿山；测量中图分类号：P 2 3 7 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 2-5 0 6 5（2 0 2 3）1 1-0 0 3 1-3Application of UAV remote sensing technology in modern Mine surveyXUShu-gang(G a n s u C o a l f i e l d G e o l o g i c a l B u r e a u 1 4 6 t h B r i g a d e,P i n g l i a n g 7 4 4 0 0 0,C h i n a)Abstract:Wi t h t h e d e v e l o p me n t o f s o c i a l e c o n o my,i t h a s d r i v e n t h e d e v e l o p me n t o f r e l a t e d t e c h n o l o g i e s.No w a d a y s,s c i e n t i f i c a n d t e c h n o l o g i c a l me a n s h a v e p e n e t r a t e d i n t o v a r i o u s f i e l d s,a n d t h e f i e l d o f s u r v e y i n g a n d ma p p i n g h a s a l s o b e e n d e e p l y a f f e c t e d.A t p r e s e n t,n e w s u r v e y i n g a n d ma p p i n g t e c h n o l o g i e s a n d i n s t r u me n t s h a v e e me r g e d i n t h e f i e l d o f mi n i n g s u r v e y i n g a n d ma p p i n g,d r i v i n g t h e d e v e l o p me n t o f i t s i n d u s t r y.A mo n g t h e m,d r o n e r e mo t e s e n s i n g t e c h n o l o g y h a s b e e n w i d e l y a p p l i e d a n d h a s r e c e i v e d ma n y p o s i t i v e r e v i e w s.T h e u s e o f UA V r e mo t e s e n s i n g t e c h n o l o g y c a n n o t o n l y i mp r o v e t h e w o r k e f f i c i e n c y o f r e l a t e d s u r v e y i n g o p e r a t i o n s,b u t a l s o h e l p r e l a t e d e n t e r p r i s e s f i n d i mp o r t a n t mi n e r a l r e s o u r c e s.T h e r e f o r e,h o w t o i mp r o v e t h e e f f e c t i v e n e s s o f UA V r e mo t e s e n s i n g t e c h n o l o g y i n Mi n e s u r v e y i s a n i mp o r t a n t t o p i c o f c u r r e n t r e s e a r c h i n r e l a t e d f i e l d s.B a s e d o n t h i s,t h i s a r t i c l e a n a l y z e s t h e b a s i c c o n t e n t a n d t e c h n i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f u n ma n n e d a e r i a l v e h i c l e r e mo t e s e n s i n g t e c h n o l o g y,a n d p r o p o s e s r e l e v a n t a p p l i c a t i o n s t r a t e g i e s f o r r e f e r e n c e.Keywords:d r o n e r e mo t e s e n s i n g t e c h n o l o g y;Mo d e r n mi n i n g;me a s u r e收稿日期：2 0 2 3-0 3作者简介：徐述刚，生于1 9 8 7 年，汉族，本科，平凉人，工程师，研究方向：无人机。现如今随着我国科技的发展，无人机遥感技术变得越来越成熟，应用越来越广泛。与此同时，在测绘领域中地对无人机遥感技术的反馈也非常好。在现代矿山测量领域中利用无人机遥感技术，不仅可以提高测量作业效率，还可以降低相关成本支出，在这两个基础上很多的测量数据也很高，有利于推进现代矿山测量领域朝着数字化方向迈进。但是无人机遥感技术因为是为卫星为载体的航空测量，可能会受到天气条件或者自然地理条件影响。所以需要相关矿山测量领域对其技术和自然地理条件进行研究分析并掌握，由此来进行无人机遥感设备合理利用，将其最大价值发挥出来。基于此，本文就现代矿山测量中无人机遥感技术在的应用进行了分析和探讨。1 无人机遥感技术基本概述1.1 无人机技术无人机技术（图1）从字面意思来理解是不通过人为操作的技术，实际上无人机技术是利用眼遥控通过远程操控的一种技术，它主要依靠电子芯片来对飞行设备进行控制。无人机虽然是一种先进技术，但是其具有造价成本低且操作作业灵活方便的特点。在现代科技迅猛发展的同时，无人机相关技术也变得越来越成熟。所以很多领域都会利用无人机技术，例如林业领域在监测森林时会用到无人机技术，摄影领域利用无人机技术进行航空摄影等等、无人机技术的发展和人工智能技术以及电子信息技术有着密切关系，要想利用更好地利用无人机技术，需要利用这两种先进技术不断对其进行改进完善。所以现阶段在地理测绘领域也会利用无人机技术，对相关的土地面貌和地质环境的相关数据进行采集，从而绘制地球遥感数据。因此，在无人机技术遍布于各个领域的同时，相关的科研机构和人员就对其进行不断创新和改造，在未来无人机技术与人们日常生活息息相关，从而为了满足社会需求变得越来越先进越来越智能。1.2 遥感技术遥感技术上个世纪六十年代兴起的一种探测技术，遥感技术实际上依靠的是电磁波的理论，再通过传感机器设备对远距离的目标进行电磁波辐射捕捉，从而将其传递到系统中进行数据信息处理，从而成像。可以说遥感技术是一种对地面景物进行探测和识别的一种综合技术，通过遥感技术，可以查询到高分一号（中国高分辨率对地观测系统的首发星）、高分二号（高分专项的第二颗卫星）、资源三号（中国第一颗自主的民用高分辨率立体测绘卫星）等国产高分辨率遥感影像。自遥感技术从诞生到现在，其也变得非常成熟，在国防和军事上遥感技术具有非常大的作用，而其他环保监测中遥感也发挥了很大作用，例如对水资源环境的监测、对大气情世界有色金属2023年6月上32测绘技术Mapping technology况进行监测、对矿产资源情况进行监测、对地质条件情况进行监测、对相关旅游资源进行监测、对海洋环境资源进行监测等等。现阶段遥感技术的应用在不断扩大，所以相关研究人员在研究遥感技术的时候也会受到新理念和新技术的影响，从而推动遥感技术不算成熟以及完善。例如光谱信息热成像化、光学探测多项化、环境研究动态化等等，这些新的技术理念，这些都促进了相关行业的发展。当前对于遥感技术的突破，主要在成像雷达和成像光谱仪两个议题上，需要用光谱分辨率来分析和研究地物化学成分的可能性。所以遥感技术可以监测地上和地下资源，其还具有很高的工作效率和节约了不必要的成本1。1.3 现代矿山无人机遥感技术图1无人机系统为了使得矿山建设跟上时代的步伐朝着数字化、智能化、自动化方向发展。相关领域工作人员需要把其当成自己努力的方向以及工作中的重点。相关技术研究人员在发展新技术的时候，也需要从以往传统技术中汲取丰富的测量经验。即使传统技术在测量过程中还存在着一些不足，但也可以在去其糟粕的同时取其精华，使得现代矿山测量价值发挥到最大。除此之外，相关技术人员可以通过无人机遥感技术来加强工作效率和工作质量。无人机遥感技术的测量系统（图2）由多个内容设备构成，其主要包括地面控制系统、摄影传感器、飞行控制系统、飞机平台等设备，在无人机遥感技术进行作业时，无人机的飞行任务设备管理和飞行控制是测量系统的重要组成部分。所以相关工作人员可以结合无人机遥感技术来弥补传统测量中的缺陷，推动现代化矿山数字化、智能化、自动化建设。这里要注意要想保证测量数据的精确性，需要相关工作人员合理运用无人机遥感技术，为其提供有力支撑。例如，相关企业在进行相关采矿作业时，首要需要保证矿山周边生态自然环境不会受到采光污染，要以节能环保绿色目标进行作业。然后相关工作人员要进行测量时，要根据企业实际发展情况和矿山周围的环境进行合理作业。最后结果科学合理的绿色采矿计划，只有这样才可以让矿山达到综合管理目标2。2 无人机遥感测绘关键技术特点2.1 数据获取周期短在现代矿山测量领域中会使用卫星技术和常规的航空遥感技术，但这些技术在实际测量过程中会受到一些客观条件的影响，没有办法准确获取测量目标区的遥感数据。而且利用卫星技术获取数据，会在存在周期性特点，这是因为大气层对其造成影响。如果在进行数据采集是利用航空遥感技术采集，可能会受到天气的影响，而且要想进行航空遥感采集还需要办理相关的空域飞行申请，有时候需要一个月时间进行办理，这样就很难保证其时效性。利用无人机遥感技术，其因为在飞行过程中属于低空飞行，所以在申请空域飞行时要求很低，只需要进行注册就可以在低空领域飞机，大大提高整个测量过程中的时效性。但需要注意尽可能让其在晴天进行，这样才可以在最大程度上保证工作效率和工作质量3。2.2 数据分辨率较高在现代矿山中利用无人机遥感测绘技术可以为测量工作提供重要的技术保障。由上文可知，无人机在飞行过程中处于低空领域，那么就携带具有高分辨率的传感器，这样获得的影像数据的分辨率也会很高，进而在测绘过程中就可以满足比例尺的测图要求4。2.3 安全系数较高矿山在一定程度上具有很多不安全因素，如果人为利用常规测量技术进行测量，那么可能就会给其带着隐患。而且利用常规技术对于明显的危险地带是没有办法测量的。在矿山测量作业中利用无人机遥感技术，不仅可以弥补传统技术在技术上的不足，还可以保证相关工作人员不会受到人身安全威胁，特别是对于一些危险地带的测量。2.4 方便灵活无人机本身的体积较小，而且因为其是遥控操作。相关工作人员在操作过程中也会觉得方便，而其在运行过程中也会图2无人机遥感测量系统2023年6月上 世界有色金属33测绘技术Mapping technology机动灵活，因为体积小且灵活操作，就可以在一定程度上避开一些天气因素的干扰，从而实现对现代矿山进行准确监测。2.5 自动化程度较高现代矿山的测量领域未来发展的方向是智能化和自动化。在矿山测量中，利用无人机遥感技术，可以在最大程度上实现自动化。不仅可以保障测量过程中的工作效率，还可以保证测量结果的精准性。除此之外，因为利用无人机在最大程度上避免人为因素的干扰，可以提高矿山测量的整体效率5。3 无人机遥感技术在现代矿山测量中的应用3.1 数字化矿山建设现在是一个日新月异的互联网信息时代，诞生很多先进的科技和技术促使着各行各业都在朝着数字化和智能化方向发展，其中就包括矿山建设行业，这也是矿山建设行业一个必然的发展趋势。在现代化矿山数字化和智能化建设的中，无人机遥感技术的应用为其提供了很大的支持。那么如何对矿山进行数字化和智能化建设，是当前相关矿山开采企业的需要研究的重点课题，也是目前相关矿山开采企业亟待解决的难题6。为了推动矿山朝着智能化和数字化方向更好地发展。首先就要做好矿山测量的工作，选择合适的测量技术、合适的测量设备来提高矿山测量的工作效率和测量结果精准性。通过无人机遥感技术，在进行矿山的数据测量，在实现矿山数字化建设的同时，也保证了时效性。为了更好地发展数字化相关矿采企业需要加大对智能化产品的投入，重点建设无人机遥感测量项目。3.2 矿产环境治理的应用在现代矿采的过程中，需要相关企业做好资源的合理利用和开发，要控制矿采的量，从而进一步实现矿采可持续发展以及后续的利用。现阶段，在大背景下，对于矿采整个过程，最重要的是控制好环境问题，要做好矿产资源的恢复和监督，而这一个过程非常需要对矿山进行测量7。为了实现这个目标，可以通过无人机遥感技术来进行完成，在使用无人机遥感技术过程中还可以对矿采问题进行监测。了解当前我国矿采情况，可以看出为了构建绿色矿山开采这个重要目标，需要从可持续发展角度出发，会矿产资源的恢复工作进行重视，对矿山环境治理工作进行重视。矿产资源是国家的重要自然资源，同时矿产资源也属于不可再生资源，所以在采矿过程中，需要相关人员加强对矿产资源的保护，强化对矿山工作的管理。将每项工作，每个环节都落到实处，将每个人的责任都落实到个人头上。在实际矿采过程中，需要对开采的方式进行注意，从而做好矿产资源的控制工作8。从而提高能源的利用效率，实现节能环保目标。所以，在这个背景下通过无人机遥感技术，可以更好地对矿山开采情况进行监控。可以及时发现矿山开采过程中可能存在的不规范操作，一旦发现需要对相关人员进行处罚，这样才可以促进矿采工作可以顺利开展。相关矿产企业要进行此进行高度重视，要利用无人机遥感测绘技术，对矿产过程中的环保问题发挥其重要作用。无人机遥感技术在对矿山进行测量的时候1杨思旋.无人机航空摄影测量技术在矿山测量中的应用J.有色金属设计,2022,49(1):70-71,81.2闫魏力,张驰,王洛锋.无人机载三维激光扫描技术在露天矿山测量中的应用J.黄金,2022,43(8):41-44.3王成,潘少炜,李岩.基于无人机倾斜摄影测量的露天矿山三维建模及精度分析以广西为例J.南方自然资源,2022(5):57-62.4刘阳.基于多旋翼无人机倾斜摄影测量的矿山开采区域三维形态研究J.中国金属通报,2022(6):31-33.5魏鑫,刘宗波.试析无人机航空摄影测量技术在矿山储量监测中的具体运用J.世界有色金属,2022(6):46-48.6朱正华.无人机倾斜摄影测量在矿山监测中的应用以龙山建筑石料用灰岩矿为例J.安徽建筑,2021,28(3):170-171.7刘江.无人机倾斜摄影测量技术在矿山大比例尺地形图测量中的应用J.资源信息与工程,2021,36(4):72-74.8徐昌.无人机倾斜摄影测量技术在矿山综合治理工程中的应用研究J.世界有色金属,2021(9):233-234.9赵新华,孙江涛,王玉静,等.基于无人机低空摄影测量技术进行矿山大比例尺地形测绘的可行性研究J.地理信息世界,2019,26(3):118-121.10 王金玲,王爱锋.Phantom4Pro无人机倾斜摄影测量技术在矿山地质勘探中的应用J.世界有色金属,2020(16):24-25.中，可以对其资源进行定性分析，从而获得精准的数据，还可以对矿山环境问题进行拍摄，从而根据数据和图片来对矿山进行分析，获取需要的数据信息。帮助相关的工作人员对矿山情况进行正确的评估，以制定有效的管理措施，更好地治理矿山环境9。3.3 影像数据处理利用无人机遥感技术可以通过航空拍摄对整个矿山情况进行测量。在这个测量过程中，需要相关工作人员进行合理规划设计，只有这样才可以获得矿山的真实影像情况。然后再通过相关数据的整理与收集，对采集的数据影像进行处理。从而提高矿采效率。因为利用航空拍摄时，其区域可能存在着不同的地形地貌问题，这些需要测量目标，来进行摄影分区的划分。在利用航空拍摄之后，还需要通过影像质量分析、数据异常情况分析、数据涵盖问题分析。在实际测量过程中，可能会出现因为拍摄问题而造成测量误差的情况，这个现象是不可避免的。可以通过畸变纠正、均色处理纠正、主点偏移纠正等方式，对影像数据进行正确处理。利用无人机遥感技术，可以保证其基础上，以无人机采集的结果，从而构建飞行影像数字资料，再通过纠正软件，对其进行重新纠正以及采用，由此可以提高测量影像数据的处理效果10。4 结语综上所述，利用无人机遥感技术不仅可以提高相关测量作业的工作效率，还可以帮助相关企业找到重要的矿产资源。本文通过无人机遥感技术的基本内容以及技术特点进行了分析，提出了现代矿山测量中利用无人机遥感技术可以进行数字化矿山建设、矿产环境治理的应用、影像数据处理等方面，以供参考。