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无人机航测技术在地质环境治理中的应用分析

2020-05-25崔浩

科学导报·学术 2020年18期
关键词:射影环境治理矿区

崔浩

摘  要:现如今,随着我国科技的快速发展,而无人机航测技术作为一项空间数据获取的重要手段,具有续航时间长、影像实时存储传输、分辨率高、机动灵活、相对于载人机来说,运输维护、作业成本等都较低等优点。目前大量应用于地质环境监测、高海拔矿区的测量工作中。文章通过分析,主要以无人机航测技术为主线,对于矿区地质环境治理方面的问题进行的探讨。

关键词:无人机航测技术;地质环境治理;应用

1无人机航测系统

传统地质灾害调查多采用人工排查的方法,因矿区面积较大,人工排查仅是点、线的排查,井下一个盘区对应地表排查时间约一周左右,存在排查时间长,排查地点不全面等缺点;常规航测为有人驾驶飞机,但因航拍比例尺小,成本高等问题,在地质灾害调查中很少采用。无人机航测可成制大比例尺地形图,成本低,机动灵活,特别是在雨季三防期间,对不良质地,地质灾害隐患点等可实时多期航拍,第一时间获取现场数据,为地质灾害预测预报工作提供了一种新的方法。

2无人机航测技术应用在矿区地质环境治理项目中的优势

與以往的技术手段相比,无人机的反应更加便捷、图像准确度更高,其在治理工作中的应用,可以为我们提供更加准确、全面的数据信息,确保了整治方案的顺利实施。而且,无人机的覆盖范围非常广,受到环境因素的影响也比较小,对于那些地形环境复杂的地区,也能够进行准确的探测。

2.1高效性

一般来说,测绘工作往往需要进行实地探测,进而依据得到的数据进行图像绘制,这一过程中,需要投入大量的人力、物力,如果遇到地形复杂的区域,更是要花费大量的时间进行细致的工作。而无人机的使用,则可以大大节约人力资源,缩减测绘时间,且无需冒险进入到那些环境恶劣的地区,利用无人机就可以得到想要的数据。这一技术不仅提供了更加全面的数据,还大大减轻了相关人员的工作压力,有效的确保了地质环境治理工作的顺利开展。

2.2直观性

在具体应用中,无人机航测技术还表现出直观性的特点,能够直观的反映矿区周边的地理特征,帮助工作人员更加准确的掌握矿区周边地质资源使用情况。通过对无人机设备的合理应用,可以帮助人们更好的掌握治理进度,从而为后续工作的开展提供了重要参考。作为一种新的技术,在实际使用中难免会表现出一定的问题和不足,相关人员要及时发现存在的问题,并提出完善的解决措施,确保地质环境治理治项目的顺利实施。

3无人机航测技术在地质环境治理中的应用

3.1控点布设

像控点的布设采用两种方法,一是在四等GPS控制点上布设地标,二是利用航片进行刺点。

3.2像控点测量

采用单基站RTK方法进行,在已知点上设站,采用原有四等控制点求取整测区七参数,求取七参数时,对选用的已知点的可靠性进行了检核和优选。平面的转换残差均小于3cm,高程拟合残差均小于5cm。移动站采样间隔为2秒,直接测出像控点的三维坐标,取两次测量的平面坐标中数和三次高程中数为最后成果。

3.3内业数据处理

利用无人机航空摄影资料和像控成果,在全数字摄影测量工作站PixelGrid软件中进行空中三角测量计算;将空三成果导入Virtuozo摄影测量工作站,恢复立体模型,对影像进行判读,按照相关规范及要求,对地物、地貌要素进行了采集,输出符号化的分幅采集数据;参照已有成果及正射影像,依据项目设计、相关图式、规范等技术要求,在基于AutoCAD平台的图形编辑软件CASS上对立测采集数据进行图形初编、图廓整饰,形成DWG格式的DLG数据成果。(1)数字高程模型(DEM)制作。此次DEM的制作是用采集数据(先对采集数据进行编辑,删除无用数据)直接反生出来,保证精度和DLG数据一致。作业流程是先收集DLG的三维数据,转换成DXF格式,利用专业软件进行内插生成DTM,最后生成DEM。(2)数字正射影像图(DOM)制作。利用Orthomosaic正射影像制做软件。

3.4数据处理

(1)空中三角测量。经过无人机航摄得到的像片经过改正处理后框标坐标残差为0。内定向时采用边框自动计算方法,像点量测坐标需要注意航摄仪物镜畸变、像主点位置、地球曲率、大气折光等误差因素,并使用自检校平差消除像点量测误差。相对定向时像对连接点分布均匀,每个标准点位区有连接点。自动相对定向时,每个像对连接点数目大于30个。(2)内业数据处理。使用全数字摄影测量系统导入POS数据进行空三加密。根据内外方位元素和数字微分纠正得到正射影像,经过图形镶嵌、色彩平衡、图廓裁切整饰等步骤,生成正射影像图。使用全数字摄影测量工作站进行内业数据采集工作,按照图式要求进行数据分层,并按照图层进行地物、地貌要素采集和地形图编辑,完成地形图成图工作。

4应用效果

对于地质环境治理实施的人员来说,无人机设备的广泛应用,不仅节约了人工成本,加快了工作效率,而且还有效地避免了失误的出现,保证了数据信息的准确性。在后续的施工过程中,工作人员还可以应用得到的各项数据资料,对运行中的施工方案进行改进,确保相应的地理位置信息更加精准,尽可能减少资源的浪费。

结语

无人机虽然有许多优点,但也存在难以克服的问题,由于抗风和抗气流的能力差,飞行不稳定,在测图过程中表现为测图定向点和立体模型套合差大、接边误差大。同时无人机应变能力差,不能对付意外事件,如高海拔或信号干扰时,易造成接收机与地面工作站失去联系等。但随着我国改革开放的逐步深入,经济建设的迅猛发展,在不久的将来这些问题逐步得以改善,不仅应用于地质环境治理方面,还有在应急测绘保障、国土资源监测、重大工程建设等方面将得到广泛应用,这也必将推动新的遥感技术的发展。

参考文献

[1]  范承啸,韩俊,熊志军,赵毅.无人机遥感技术现状与应用[J].测绘科学,2019,34(5):214-215.

[2]  崔红霞,李杰,林宗坚,储美华.非量测数码相机的畸变差检测研究[J].测绘科学,2017,30(1):105-107.

[3]  何敬,李永树,鲁恒,任志明.无人机影像的质量评定及几何处理研究[J].测绘通报,2018,(4):22-35.

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