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無人機在礦山、采石場領域中,居然是這么應用的

2019-12-02 07:31 性質:轉載 作者:智慧礦山建設 來源:智慧礦山建設
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一、 無人機在礦業領域的應用我國具有范圍廣,地形地貌多變,地質情況復雜等特點,是世界礦產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...

一、 無人機在礦業領域的應用

我國具有范圍廣,地形地貌多變,地質情況復雜等特點,是世界礦產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,豐富的礦產資源給國家相關部門的監督、管理帶來很大的挑戰。存在的無證勘查和開采、亂采濫挖、非法轉讓探礦權和采礦權、經營粗放造成浪費資源、破壞環境等突出問題,有效保護和合理開發礦產資源,促進經濟社會的可持續發展。傳統監測管理方法多以野外測繪、手工計算為主,雖有遙感衛星提供影像資料,但也有分辨率低、難以準確的獲取礦區的實際情況,對重點區域難以高精度、高頻度監測和管理。

圖1 石礦開采

1.1 無人機服務于礦業領域中的優勢

近幾年,無人機在礦業管理中有了初步的發展,其中關于測量的各種設備以及設備的精準性能都得到了迅速的提升,而且遙測數據時空分辨率的不斷提高也為監管技術的不斷完善提供了技術支持。但是在利用遙感技術進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以及多云多霧的高山地區等,都可以造成衛星成像技術的優品率降低。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的遙測設備應用十分的靈活,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,能夠持續工作;而且無人機飛行的高度普遍低于云層,在進行局部信息的采集過程中有著獨特的優勢。運用無人機進行水土保持監督管理工作,在特定的軟件支持下,可以實現數據的自動以及高精確的處理,有效的與航拍技術實現拼接。

2.1.1 進行自動化的處理

利用無人機遙測系統進行數據獲取過程中可以得到最后想要的數據,因為這個系統可以實現對數據的自動化處理,而且具有較高的計算精度,主要是該系統可以對航拍的各項指數以及各項工作器材自動校正,這樣就為后續的精度測量和計算提供了可能。在該系統的研究過程中,不需要對飛行的姿態信息進行任何形式的變化,只需要有航拍過程中啟動地面的GPS 信息系統,操作員就可以根據定位系統及時對航拍后的結果進行處理,最后把獲取到的數據轉化為能夠讀 取的DOM 以及 DEM 數據,在這樣的環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進行監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 文件進行切割,形成一種可以利用 Google Earth 對切割后的文件進行瀏覽的成果;

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,相比于傳統的三維建模方式,該方法在輸出成果速度以及保證數據準確性方面都有著十分明顯的優勢;

③ 該方法可以在得到結果以后將結果進行自動校正,而且在影像上還可以自動分成一片片的色區,這樣可以防止視角扭曲,形成一種良好的衛星遙感影像;

④ 在該系統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,這樣就可以利用標準的 GIS 軟件對某個地形區域的坡度以及距離進行測量,得到相應的等高線。

2.1.3 較高的空間分辨率

在利用無人機遙測系統進行數據采集以及計算過程中采用的方法是按照影像的內容并且采用獨特的空三算法和優化技術等對區域網的信息進行自動校準,然后將得到的數據等信息以標準化的格式進行輸出,完美的結合了攝影和測量工程。在進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 系統可以對地理位置進行精確計算,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,將這些控制點的數值參與到空三計算中來,經過計算可以發現,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處理得到的三維實景模型成果可量測坐標、距離、面積和體積。

可量測三維坐標

可量測距離

可量測面積

可量測體積(填挖方)

2.1.5 具有較高的反應速度

利用無人機遙測技術可以實現對數據的快速收集與處理,因為在這個系統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據進行鑲嵌和 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、 無人機在礦業領域中的應用

3.1 礦產資源開發狀況調查中的應用:

由于礦區的分布分散,為了更好的對礦區進行管理調控,準備的獲取礦產開采位置,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,造成礦區遍布整個洪山山體,沒有足夠礦區的影像或模型資料對總體進行分析和未來的規劃布局。無人機能夠獲取第一手觀測資料,為礦區獲取第一手資料,并繪制礦區區遙感圖、三維模型。

3.2 礦產資源開發引發的災害調查中的應用

在開采礦產的過程中,會引發一些災害,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。通過模型對礦山進行分析可以及時避免一些災害風險。

3.3 礦山生態環境信息調查中的應用:

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、土地復墾及礦山環境治理效果,數字礦山等。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行分析,管理以及回填。準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確的數據。

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