一、 無人機在礦業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

我國具有范圍廣，地形地貌多變，地質(zhì)情況復(fù)雜等特點，是世界礦產(chǎn)資源類最為豐富的國家之一，部分礦種儲量居世界前茅之一，豐富的礦產(chǎn)資源給國家相關(guān)部門的監(jiān)督、管理帶來很大的挑戰(zhàn)。存在的無證勘查和開采、亂采濫挖、非法轉(zhuǎn)讓探礦權(quán)和采礦權(quán)、經(jīng)營粗放造成浪費資源、破壞環(huán)境等突出問題，有效保護和合理開發(fā)礦產(chǎn)資源，促進(jìn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)監(jiān)測管理方法多以野外測繪、手工計算為主，雖有遙感衛(wèi)星提供影像資料，但也有分辨率低、難以準(zhǔn)確的獲取礦區(qū)的實際情況，對重點區(qū)域難以高精度、高頻度監(jiān)測和管理。

圖1 石礦開采

1.1 無人機服務(wù)于礦業(yè)領(lǐng)域中的優(yōu)勢

近幾年，無人機在礦業(yè)管理中有了初步的發(fā)展，其中關(guān)于測量的各種設(shè)備以及設(shè)備的精準(zhǔn)性能都得到了迅速的提升，而且遙測數(shù)據(jù)時空分辨率的不斷提高也為監(jiān)管技術(shù)的不斷完善提供了技術(shù)支持。但是在利用遙感技術(shù)進(jìn)行測量的過程中容易受到地理位置的影響，尤其是遇到森林茂密的防護區(qū)以及多云多霧的高山地區(qū)等，都可以造成衛(wèi)星成像技術(shù)的優(yōu)品率降低。但是這對于無人機來說卻沒有太大的影響，這是因為無人機遙測技術(shù)的遙測設(shè)備應(yīng)用十分的靈活，在起降的過程中不需要太大的面積，而且容易攜帶，在操作的過程中安全可靠，能夠持續(xù)工作；而且無人機飛行的高度普遍低于云層，在進(jìn)行局部信息的采集過程中有著獨特的優(yōu)勢。運用無人機進(jìn)行水土保持監(jiān)督管理工作，在特定的軟件支持下，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動以及高精確的處理，有效的與航拍技術(shù)實現(xiàn)拼接。

2.1.1進(jìn)行自動化的處理

利用無人機遙測系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取過程中可以得到最后想要的數(shù)據(jù)，因為這個系統(tǒng)可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的自動化處理，而且具有較高的計算精度，主要是該系統(tǒng)可以對航拍的各項指數(shù)以及各項工作器材自動校正，這樣就為后續(xù)的精度測量和計算提供了可能。在該系統(tǒng)的研究過程中，不需要對飛行的姿態(tài)信息進(jìn)行任何形式的變化，只需要有航拍過程中啟動地面的GPS 信息系統(tǒng)，操作員就可以根據(jù)定位系統(tǒng)及時對航拍后的結(jié)果進(jìn)行處理，最后把獲取到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為能夠讀 取的DOM 以及 DEM 數(shù)據(jù)，在這樣的環(huán)境中就可以提供一些可以讀出以及識別的文件，與測量軟件形成完美的對接。

2.1.2得到的成果十分全面

①利用無人機遙測系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和研究可以將得到的信息自動生成一種瓦片，而這個瓦片可以將 DOM 文件進(jìn)行切割，形成一種可以利用 Google Earth 對切割后的文件進(jìn)行瀏覽的成果；②利用該軟件還可以對有效信息整合，形成一種具有較好紋理信息的三維模型，這樣就可以有效的對三維景觀制作提供方便，相比于傳統(tǒng)的三維建模方式，該方法在輸出成果速度以及保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性方面都有著十分明顯的優(yōu)勢；③該方法可以在得到結(jié)果以后將結(jié)果進(jìn)行自動校正，而且在影像上還可以自動分成一片片的色區(qū)，這樣可以防止視角扭曲，形成一種良好的衛(wèi)星遙感影像；④在該系統(tǒng)上還具有自動對地形分析的軟件，也就是可以有效的形成 DSM 模型，這樣就可以利用標(biāo)準(zhǔn)的 GIS 軟件對某個地形區(qū)域的坡度以及距離進(jìn)行測量，得到相應(yīng)的等高線。

2.1.3較高的空間分辨率

在利用無人機遙測系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及計算過程中采用的方法是按照影像的內(nèi)容并且采用獨特的空三算法和優(yōu)化技術(shù)等對區(qū)域網(wǎng)的信息進(jìn)行自動校準(zhǔn)，然后將得到的數(shù)據(jù)等信息以標(biāo)準(zhǔn)化的格式進(jìn)行輸出，完美的結(jié)合了攝影和測量工程。在進(jìn)行測量處理的過程中不需要額外的定位軟件，因為自帶的 GPS 系統(tǒng)可以對地理位置進(jìn)行精確計算，如果在測量過程中對精度有更高的要求，可以隨時添加一些控制點，將這些控制點的數(shù)值參與到空三計算中來，經(jīng)過計算可以發(fā)現(xiàn)，該方法可以將等高線的比例控制在 1：500，大大提高了空間分辨效率。

2.1.4三維模型可量測

利用無人機遙測系統(tǒng)處理得到的三維實景模型成果可量測坐標(biāo)、距離、面積和體積。

可量測三維坐標(biāo)

可量測距離

可量測面積

可量測體積（填挖方）

2.1.5具有較高的反應(yīng)速度

利用無人機遙測技術(shù)可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的快速收集與處理，因為在這個系統(tǒng)中具有一個高效的處理模式，短短幾個小時就可以將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行鑲嵌和 DEM 處理，而且這個快速處理模式需要的硬件配置較低，在普通筆記本上就可以運行，提高了使用的便利性。

二、 無人機在礦業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1礦產(chǎn)資源開發(fā)狀況調(diào)查中的應(yīng)用：

由于礦區(qū)的分布分散，為了更好的對礦區(qū)進(jìn)行管理調(diào)控，準(zhǔn)備的獲取礦產(chǎn)開采位置，所占地范圍、用地類型等是非常重要的。

以洪山花崗巖礦山為例，由于長年的不合理的開采、甚至偷挖，造成礦區(qū)遍布整個洪山山體，沒有足夠礦區(qū)的影像或模型資料對總體進(jìn)行分析和未來的規(guī)劃布局。無人機能夠獲取第一手觀測資料，為礦區(qū)獲取第一手資料，并繪制礦區(qū)區(qū)遙感圖、三維模型。

3.2礦產(chǎn)資源開發(fā)引發(fā)的災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用

在開采礦產(chǎn)的過程中，會引發(fā)一些災(zāi)害，包括地面沉陷范圍、地裂縫長度、塌陷坑位置、山體陷裂（垮塌）范圍、崩塌位置、滑坡位置及體積，河道淤塞長度（位置）及煤田（矸石堆自然、尾礦庫）范圍等。通過模型對礦山進(jìn)行分析可以及時避免一些災(zāi)害風(fēng)險。

3.3礦山生態(tài)環(huán)境信息調(diào)查中的應(yīng)用：

因為開采礦山被損毀的土地范圍、受損植被范圍、水體污染范圍、荒漠化范圍、土地復(fù)墾及礦山環(huán)境治理效果，數(shù)字礦山等。對于長時間未開采的或者開采廢棄的土石長管理，采用無人機傾斜攝影三維建模，可以很方便的對采石場的情況進(jìn)行分析，管理以及回填。準(zhǔn)確的在三維立體模型下量測出采石場三維模型的面積、體積、坡度等信息。同時還可以準(zhǔn)確的計算出回填的土方量，為采石場的智能化管理提供有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。