關(guān)鍵詞：無人機;航空攝影測量;地質(zhì)環(huán)境

大通煤礦經(jīng)歷百年的煤炭資源開發(fā)，導(dǎo)致礦區(qū)地表大范圍沉降、塌陷，很大程度上影響了居住區(qū)域內(nèi)廣大群眾的生產(chǎn)生活。為了消除和避免礦山環(huán)境地質(zhì)問題造成的危害，國土部門已進行了地質(zhì)環(huán)境的綜合治理和棚戶搬遷改造工程。無人機主要用于在項目區(qū)上空拍攝高精度圖片，用于礦區(qū)搬遷前后以及預(yù)防滑坡、泥石流的評估等方面及時提供動態(tài)資料和數(shù)據(jù)，對于礦山地質(zhì)環(huán)境治理工作的開展有很大作用。此次航攝海拔高、周期短、任務(wù)重，采用傳統(tǒng)測量方法，其勞動強度大、作業(yè)程序復(fù)雜，功效低，采用無人機能及時獲取地質(zhì)環(huán)境治理前、后不同時段的正射影像圖，成圖速度較快，信息反饋及時，對于礦山地質(zhì)環(huán)境治理工作的開展提供了

　　便利。

　　1　基礎(chǔ)控制測量

　　基礎(chǔ)控制測量按常規(guī)GPS四等測量進行，四等GPS控制網(wǎng)的觀測是高程網(wǎng)和平面控制網(wǎng)同時進行，平差計算時平面控制網(wǎng)和高程網(wǎng)同時進行，采用中海達V8GPS接收機隨機HDS2003數(shù)據(jù)處理軟件包在計算機上進行解算。最后結(jié)算出平面系統(tǒng)為1980西安坐標(biāo)系，高程系統(tǒng)為1985國家高程基準(zhǔn)的成果，且對GPS網(wǎng)平所有的同步環(huán)、異步環(huán)及重復(fù)基線閉合差進行全面檢查，完成結(jié)算后進行各項精度指標(biāo)進行統(tǒng)計。

　　像控點測量采用單基站RTK方法進行，在GPS四等點上設(shè)站，采用原有四等控制點求取整測區(qū)七參數(shù)。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。

　　2　無人機航空攝影

　　本次無人機航攝分兩個架次進行，布設(shè)21條航線，總航程140公里，獲取照片資料1762張。像片航向重疊度為70%，旁向重疊為45%，旋偏角控制在12°一下。測區(qū)面積為16km2，地面分辨率為0.10m，確定航線行間距為490m，曝光間隔為163m，航行高度為550m，航線彎曲度為 0.58%。相鄰像片的航高差為2.0m，最大航高和最小航高之差為5.4m。

　　2.1　像控點布設(shè)

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

　　2.2　像控點測量

　　采用單基站RTK方法進行，在已知點上設(shè)站，采用原有四等控制點求取整測區(qū)七參數(shù)，求取七參數(shù)時，對選用的已知點的可靠性進行了檢核和優(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。

　　2.3　內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

　　利用無人機航空攝影資料和像控成果，在全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站Pixel Grid軟件中進行空中三角測量計算;將空三成果導(dǎo)入Virtuozo攝影測量工作站，恢復(fù)立體模型，對影像進行判讀，按照相關(guān)規(guī)范及要求，對地物、地貌要素進行了采集，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)項目設(shè)計、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。

　　4　精度分析

　　影像資料經(jīng)過檢核后影像色彩均勻清晰，顏色飽和無云影和劃痕，層次豐富，反差適中，檢核結(jié)果都能達到航向70%，旁向40%的設(shè)計要求。經(jīng)檢查像片傾斜角大部分小于4.5°，出現(xiàn)超過8°的航片不多于總數(shù)的1.3%。

　　空中三角測量采用PixelGrid軟件，通過光束區(qū)域網(wǎng)整體平差，得到加密點坐標(biāo)成果及相片外方位元素。在解析空三加密過程中，空三加密 1323張航片。1︰1000數(shù)字線劃圖采集編輯及正射影像圖16Km。絕對定向精度：像控點誤差平面最大的是±0.201m;高程最大為±0.210m。

　　DOM平面精度檢測，成圖范圍內(nèi)采用對保密點的檢測，并計算出單點檢測較差及中誤差。共用到84個檢查點，其中單點誤差最小點為64單點較差值為0.02m，單點較差最大點為74誤差值為0.681m。檢查點較差中誤差依據(jù)下列公式進行計算：

　　計算出正射影像圖DOM檢查點較差中誤差為0.153m。

　　5　無人機的應(yīng)用

　　數(shù)字地質(zhì)環(huán)境治理是地質(zhì)環(huán)境治理信息化管理的重要手段，它的建設(shè)需要基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境治理信息數(shù)據(jù)，包括遙感影像、地形圖件和高程數(shù)字模型數(shù)據(jù)等，而以往采用傳統(tǒng)的技術(shù)手段管理，周期長、成本高，影響了地質(zhì)環(huán)境治理的需要，利用無人機可以能及時獲取這些成果，省時、省力，高效獲取圖件，滿足地質(zhì)環(huán)境治理的需求。

　　地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)檢查的主要手段。環(huán)境治理與恢復(fù)是目前地質(zhì)環(huán)境治理的主要工作之一，由于治理難度大，檢查手段落后，一直以來都困擾著各個部門。低空無人機由于可以搭載多種傳感器，因此可以根據(jù)需要對目標(biāo)獲取如雷達、真彩色、多光譜等多種遙感數(shù)據(jù)，經(jīng)計算機處理，進行定性或定量分析地質(zhì)環(huán)境的治理恢復(fù)的真實現(xiàn)狀，為管理者提供決策依據(jù)。

　　地質(zhì)環(huán)境資源保護與利用有效監(jiān)測措施方法。由于礦山資源的稀缺性和不可再生的特點，使得礦產(chǎn)資源越來越珍貴，因此也給資源的合理利用帶來了管理與開發(fā)的難題，尤其近年來出現(xiàn)了多起亂采、亂挖礦山的現(xiàn)象，特別是有一些無證開采的礦山靠人力監(jiān)督已經(jīng)無能為力，需要高科技的手段才能有效管理，無人機的出現(xiàn)無疑給資源管理帶來了曙光，利用這種技術(shù)可以實現(xiàn)空中監(jiān)視、拍攝取證的效果，這樣就可以有效的實現(xiàn)監(jiān)管，有力地打擊違法開采資源的活動。實現(xiàn)維護和保護地質(zhì)環(huán)境目的。