摘要：露天礦山地形復(fù)雜多變，導(dǎo)致傳統(tǒng)測(cè)量難度大、效率低、成本高，迫切需要一種更為高效快捷的測(cè)量手段，應(yīng)用于露天礦山資源開(kāi)發(fā)的全生命周期中。

　　無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)具有耗時(shí)短、數(shù)據(jù)采集精度高、成果三維可視化程度高等特點(diǎn)，已成功應(yīng)用于城市規(guī)劃、農(nóng)林測(cè)量、應(yīng)急救災(zāi)、地形地貌測(cè)量等方面。李德仁等從無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)、飛行姿態(tài)控制與導(dǎo)航、傳感器技術(shù)等方面分析了無(wú)人機(jī)航測(cè)存在的問(wèn)題及應(yīng)用前景。劉聰?shù)取⒄聣?mèng)霞等分析了露天礦區(qū)的特點(diǎn)，采用低空無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)，得到了礦山的三維數(shù)字模型，滿(mǎn)足1∶2 000比例尺成圖精度要求。袁修孝等利用自行設(shè)計(jì)的GPS輔助低空航攝系統(tǒng)，在大于100 km2的區(qū)域僅布置4個(gè)地面控制點(diǎn)，且滿(mǎn)足平地1∶500的地形測(cè)圖的精度要求。近幾年，隨著無(wú)人機(jī)類(lèi)型的小型化、系列化開(kāi)發(fā)取得突破性進(jìn)展，包括固定翼、復(fù)合翼、多旋翼等多種機(jī)型，加上飛行控制系統(tǒng)的智能化、集成化，性?xún)r(jià)比越來(lái)越高，安全性越來(lái)越好，操控也更加簡(jiǎn)便，基本擺脫了傳統(tǒng)測(cè)繪行業(yè)的專(zhuān)業(yè)束縛。新型輕小型無(wú)人機(jī)的采購(gòu)單位、應(yīng)用領(lǐng)域和操作人員均逐步從專(zhuān)業(yè)的“測(cè)繪屬性”，轉(zhuǎn)向各行各業(yè)開(kāi)始普遍推廣應(yīng)用的“大眾屬性”，相關(guān)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到甚至優(yōu)于傳統(tǒng)的專(zhuān)用輕小型無(wú)人機(jī)測(cè)繪系統(tǒng)。

　　露天礦山地形復(fù)雜多變，導(dǎo)致傳統(tǒng)測(cè)量難度大、效率低、成本高，迫切需要一種更為高效快捷的測(cè)量手段，應(yīng)用于露天礦山資源開(kāi)發(fā)的全生命周期中。新型輕小型無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的突破，使之常態(tài)化地自主進(jìn)行無(wú)人機(jī)測(cè)繪的外業(yè)和內(nèi)業(yè)作業(yè)成為可能。但是，該技術(shù)雖在露天礦山開(kāi)采領(lǐng)域有不少成功應(yīng)用案例，但仍不普及、不系統(tǒng)、不全面、不深入，沒(méi)有充分發(fā)揮新手段、新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)；未能做到全方位、全周期地應(yīng)用所獲測(cè)繪成果，用以提高露天礦山資源開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)管理水平。

　　綜上所述，總結(jié)新型輕小型無(wú)人機(jī)在露天礦山的推廣應(yīng)用情況和成功經(jīng)驗(yàn)，分析發(fā)展趨勢(shì)，具有重要的指導(dǎo)意義。

　　一、無(wú)人機(jī)航測(cè)支撐技術(shù)的發(fā)展

　　輕小型無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)，依賴(lài)于無(wú)人機(jī)航測(cè)相關(guān)支撐技術(shù)的發(fā)展和瓶頸突破，特別是無(wú)人機(jī)硬件、無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)、測(cè)量?jī)x器和測(cè)量數(shù)據(jù)處理軟件四個(gè)方面。

　　1.1 無(wú)人機(jī)硬件的發(fā)展

　　近年來(lái)，各種復(fù)合高強(qiáng)度輕質(zhì)材料的出現(xiàn)，如玻璃纖維、碳纖維等逐漸取代傳統(tǒng)材料，使無(wú)人機(jī)具有質(zhì)量輕、體積小、強(qiáng)度高、耐腐蝕性能高等特點(diǎn)，極大地保證了機(jī)身的穩(wěn)定性和安全性。太陽(yáng)能電池、新型聚合物電池及混合動(dòng)力能源應(yīng)用于無(wú)人機(jī)動(dòng)力方面，飛行參數(shù)穩(wěn)定，可更好地滿(mǎn)足航攝飛行的技術(shù)指標(biāo)要求。

　　基于上述新材料、新動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了復(fù)合翼無(wú)人機(jī)和多旋翼的無(wú)人飛行器兩種新機(jī)型。新型復(fù)合翼無(wú)人機(jī)，兼具固定翼飛機(jī)及旋翼直升機(jī)的優(yōu)勢(shì)，起飛和降落時(shí)通過(guò)旋翼升空或降落，其他階段通過(guò)固定翼高速飛行，同時(shí)較好地保證升降和前拉動(dòng)力能量的合理分配，有利于無(wú)人機(jī)的安全起降與平穩(wěn)飛行，是使用范圍廣、航測(cè)效率高的新機(jī)型，主要用于較大區(qū)域的測(cè)繪。多旋翼無(wú)人機(jī)通過(guò)飛行控制器與GPS定位的輔助，改變每個(gè)旋翼的轉(zhuǎn)速可達(dá)到精準(zhǔn)控制無(wú)人機(jī)姿態(tài)，如懸停、旋轉(zhuǎn)、翻滾等動(dòng)作，可在短時(shí)間內(nèi)到達(dá)指定工作區(qū)域，迅速實(shí)現(xiàn)垂直起降操作，具有飛行穩(wěn)定、定位精確、機(jī)動(dòng)性好、航測(cè)精度高、可搭載航測(cè)設(shè)備種類(lèi)多等優(yōu)勢(shì)。但由于攜帶多個(gè)電動(dòng)機(jī)，導(dǎo)致航測(cè)時(shí)間相對(duì)較短、飛行效率降低，主要用于中小區(qū)域的測(cè)繪。

　　因此，新型無(wú)人機(jī)硬件的發(fā)展，首先依靠新材料和新動(dòng)力能源的基礎(chǔ)技術(shù)支撐，帶動(dòng)了無(wú)人機(jī)機(jī)型的變革和發(fā)展，催生了垂直升降的固定翼無(wú)人機(jī)和多旋翼的無(wú)人飛行器等新型無(wú)人機(jī)；具備價(jià)格較低、飛行性能好等屬性，且擺脫了傳統(tǒng)測(cè)繪行業(yè)的專(zhuān)業(yè)束縛，是普遍推廣應(yīng)用的前提和基礎(chǔ)，促使了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的發(fā)揮，加速了無(wú)人機(jī)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)。

　　1.2 無(wú)人機(jī)定位與控制技術(shù)的發(fā)展

　　無(wú)人機(jī)是搭載測(cè)量?jī)x器的平臺(tái)，也需要滿(mǎn)足所搭載測(cè)量?jī)x器的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)要求。主要體現(xiàn)在無(wú)人機(jī)的姿態(tài)控制與精確定位技術(shù)兩個(gè)方面，無(wú)人機(jī)姿態(tài)控制系統(tǒng)獲取了測(cè)量瞬時(shí)無(wú)人機(jī)的航偏角、俯仰角和滾轉(zhuǎn)角，其與描述像片空間姿態(tài)的角元素存在對(duì)應(yīng)關(guān)系；借助無(wú)人機(jī)的精確定位技術(shù)，獲取無(wú)人機(jī)在測(cè)量瞬間的空間位置，其與測(cè)量?jī)x器的攝影中心點(diǎn)空間位置相對(duì)固定，可簡(jiǎn)單進(jìn)行空間位置換算。

　　基于無(wú)人機(jī)航測(cè)實(shí)際需求的改變，非線性動(dòng)態(tài)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制和組合導(dǎo)航等方法的應(yīng)用范圍更廣。通過(guò)動(dòng)態(tài)控制，可從不同方面提高無(wú)人機(jī)的飛行性能，降低氣流、干擾源等對(duì)無(wú)人機(jī)航測(cè)過(guò)程的影響，保證整個(gè)飛行計(jì)劃中的控制效果，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)飛行。

　　在新型輕小型無(wú)人機(jī)精確定位方面，實(shí)時(shí)差分全球定位技術(shù)是一種新型常用的衛(wèi)星定位測(cè)量方法，普遍應(yīng)用于飛行速度相對(duì)較慢的多旋翼無(wú)人機(jī)的精確定位。事后差分全球定位技術(shù)，不能提高導(dǎo)航精度，但是能夠通過(guò)事后數(shù)據(jù)處理精確地獲取測(cè)量瞬間的無(wú)人機(jī)位置，其不必實(shí)時(shí)進(jìn)行無(wú)人機(jī)空間位置的定位計(jì)算，因此受衛(wèi)星數(shù)和信號(hào)強(qiáng)弱的影響小，普遍應(yīng)用于飛行速度相對(duì)較快的固定翼無(wú)人機(jī)。

　　1.3 測(cè)量?jī)x器的發(fā)展

　　隨著高分辨率單鏡頭數(shù)碼相機(jī)的發(fā)展，機(jī)身質(zhì)量更輕，光學(xué)成像精度和圖像分辨率越來(lái)越高，校驗(yàn)后的單反數(shù)碼相機(jī)已經(jīng)能夠滿(mǎn)足無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量的要求。盡管其并不能直接描繪被測(cè)區(qū)域的全貌，但測(cè)量效率高，可通過(guò)后期的圖像解析復(fù)原被測(cè)對(duì)象的三維屬性和顏色屬性，是一種經(jīng)濟(jì)且高效的航空測(cè)量手段。

　　各種新型先進(jìn)的傳感器也不斷涌現(xiàn)，如三維激光掃描儀、小型多光譜/超光譜成像技術(shù)、合成孔徑雷達(dá)技術(shù)、Li-DAR成像技術(shù)等；不僅可以獲取地形地貌，還可實(shí)現(xiàn)被測(cè)區(qū)域色彩的區(qū)分及危險(xiǎn)源的辨識(shí)。且高精度傳感器的體積及重量日漸趨于小型化，傳感器的運(yùn)行也更為平穩(wěn)，可較好地反映被測(cè)區(qū)域的清晰畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)拍攝的目的，但是測(cè)量效率明顯低于低空航測(cè)。傳感器的綜合化及模塊化使用，使得測(cè)量成圖的精度得以保證，具有高分辨率、色彩豐富的特點(diǎn)，具備飛行控制系統(tǒng)通信、獲取飛行參數(shù)、解算適宜曝光時(shí)間、修正曝光時(shí)間、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等功能，更為智能化。

　　高性能測(cè)量?jī)x器呈現(xiàn)性能更優(yōu)、體積更小的趨勢(shì)，不再是搭載能力大、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)的大中型無(wú)人機(jī)的專(zhuān)屬。輕小型無(wú)人機(jī)搭載的測(cè)量?jī)x器，近年來(lái)的進(jìn)展主要體現(xiàn)在：一是在測(cè)量?jī)x器的小型化、輕型化；二是測(cè)量精度和測(cè)量效率的提升；三是測(cè)量手段的多樣化和集成化，為輕小型無(wú)人機(jī)開(kāi)展高精度航測(cè)作業(yè)提供了保障。

　　1.4 測(cè)量數(shù)據(jù)后處理軟件的發(fā)展

　　無(wú)人機(jī)測(cè)繪配套的測(cè)量數(shù)據(jù)后處理軟件也得到了較快發(fā)展，其種類(lèi)較多，主要有PixelFac-tory、Inpho、PixelGrid、DPGrid等軟件系統(tǒng)，其基于集群網(wǎng)格化的并行計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)影像的預(yù)處理、自動(dòng)空三測(cè)量、同名點(diǎn)的密集匹配及影像的加工等，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量的簡(jiǎn)單化及智能化。常用的空中三角解析法，可實(shí)現(xiàn)航測(cè)影像的加密處理，將二維航測(cè)圖像轉(zhuǎn)化為三維密集點(diǎn)云。此外，立體矢量采集模塊可測(cè)制矢量地形圖，接收無(wú)人機(jī)航測(cè)的圖像。GPS輔助空中三角測(cè)量的技術(shù)也有了一定的研究，取代了傳統(tǒng)的地面控制點(diǎn)布設(shè)，可較好地保證測(cè)量精度。

　　綜上所述，四個(gè)支撐技術(shù)的發(fā)展與集成創(chuàng)新，使新型輕小型無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)具備了優(yōu)越的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)，為推廣應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　二、露天礦山無(wú)人機(jī)航測(cè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

　　目前，輕小型無(wú)人機(jī)航測(cè)在露天礦山方面的應(yīng)用不斷拓寬，主要包括礦區(qū)監(jiān)測(cè)及植被覆綠情況、礦區(qū)地形地貌測(cè)量與危險(xiǎn)源辨識(shí)、土石方量的計(jì)量等。

　　2.1 礦區(qū)監(jiān)測(cè)及植被覆綠情況的調(diào)查分析

　　1） 礦區(qū)的監(jiān)測(cè)。輕小型無(wú)人機(jī)的一次航測(cè)面積可達(dá)5 km2以上，精度高；對(duì)于大型礦山而言，一個(gè)或幾個(gè)架次基本可以滿(mǎn)足測(cè)量需求。對(duì)于礦區(qū)實(shí)際情況的調(diào)查、各種隱患的源頭監(jiān)控、露天礦區(qū)土地復(fù)墾情況及評(píng)價(jià)等，都有著重要的指導(dǎo)意義。由于礦區(qū)的各種擾動(dòng)效應(yīng)眾多，應(yīng)考慮不同的測(cè)量目的，實(shí)現(xiàn)差異化的無(wú)人機(jī)傳感器類(lèi)型選擇。各種高性能及特色相機(jī)的使用，可實(shí)現(xiàn)礦區(qū)基礎(chǔ)信息的綜合采集，保證礦區(qū)的監(jiān)測(cè)效果。

　　2） 礦區(qū)植被覆綠情況的調(diào)查。輕小型無(wú)人機(jī)可在礦山植被生長(zhǎng)區(qū)域進(jìn)行快速拍攝，清楚了解植被的覆蓋范圍、生長(zhǎng)趨勢(shì)及植被成活率等，為后期植被覆綠的評(píng)價(jià)及后期計(jì)劃的制定提供參考。結(jié)合圖像信息的NDVI植被指數(shù)提取技術(shù)，可獲取露天礦山原生植被及后期植被覆綠的范圍，成活率及植被的種類(lèi)、生長(zhǎng)密度及長(zhǎng)勢(shì)等，得到植被的變化圖斑。最后，可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合分析。輕小型無(wú)人機(jī)航測(cè)在露天礦山植被覆綠情況調(diào)查的應(yīng)用，減少了人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，同時(shí)保證了檢查的質(zhì)量，有效地改善了礦山植被覆綠的監(jiān)控現(xiàn)狀。

　　2.2 礦區(qū)地形地貌測(cè)量與危險(xiǎn)源辨識(shí)

　　1）露天礦區(qū)的地形地貌測(cè)量。輕小型無(wú)人機(jī)采用先進(jìn)遙感傳感器技術(shù)、遙測(cè)遙控技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)和通訊技術(shù)等，利用自帶傳感器及數(shù)據(jù)處理軟件，可短時(shí)間內(nèi)獲取礦區(qū)的數(shù)字三維模型、等高線分布情況、臺(tái)階的實(shí)際開(kāi)采情況等，實(shí)現(xiàn)了礦山的數(shù)字化建設(shè)與信息化處理；且航測(cè)的精度較高，地表建構(gòu)筑物清晰可見(jiàn)，可滿(mǎn)足礦山1∶2 000成圖要求。通過(guò)地形地貌測(cè)繪，可以清楚直觀地了解采場(chǎng)全貌及局部情況。

　　2）邊坡測(cè)量及各類(lèi)危險(xiǎn)源的辨識(shí)。露天礦山開(kāi)采的工序復(fù)雜多變，存在著許多安全隱患，可能引起滑坡、泥石流等災(zāi)害，進(jìn)而造成難以挽回的損失。主要有溫度異常區(qū)、不穩(wěn)定邊坡(排土場(chǎng))、各種污染源等現(xiàn)象。高分辨率衛(wèi)星可快速準(zhǔn)確地獲取礦區(qū)塌陷范圍，清晰地得知細(xì)節(jié)信息，為分析塌陷的影響因素及影響程度等提供數(shù)據(jù)支持。但衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的成本高，難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間地監(jiān)控。露天礦山的高溫區(qū)探測(cè)方面，三維激光掃描技術(shù)及紅外成像技術(shù)已有了應(yīng)用，但探測(cè)成本偏高，測(cè)量的效率較低，且不夠安全。

　　2.3 礦區(qū)土石方量的計(jì)量

　　露天礦山土石方量的確定，對(duì)于礦山的生產(chǎn)規(guī)劃及成本監(jiān)控、工程款結(jié)算等，有著重要的意義。輕小型無(wú)人機(jī)為礦石方量的計(jì)算提供了新的思路，其不受礦山地形的影響，可在短時(shí)間內(nèi)獲取相應(yīng)區(qū)域的礦石儲(chǔ)量，快捷方便，可行性高。與計(jì)算機(jī)視覺(jué)理論結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了礦山地形地貌的三維模型重建，成本低且測(cè)量高效。無(wú)人機(jī)測(cè)量的方法顯著提高了測(cè)量的工作效率，保障了礦堆體積變化的監(jiān)測(cè)精度，形成了露天礦山工程量計(jì)算評(píng)估新模式，較好地滿(mǎn)足了礦山的土石方量計(jì)算及生產(chǎn)計(jì)劃的要求。

　　三、露天礦山輕小型無(wú)人機(jī)航測(cè)存在的問(wèn)題及應(yīng)用前景

　　3.1 當(dāng)前存在的問(wèn)題

　　1）電池續(xù)航性能問(wèn)題。由于輕小型無(wú)人機(jī)的機(jī)身體積及承重能力有限，難以攜帶多塊電池，且目前電池的續(xù)航性能一般，如鋰聚合物電池，只能維持在1 h左右，對(duì)于面積在10 km2以上的大型礦山而言，難以實(shí)現(xiàn)一次安全覆蓋性的航測(cè)工作。一定程度上，增加了航測(cè)的工作量，且多個(gè)架次需要航測(cè)路線的局部重疊，造成了不必要的浪費(fèi)。

　　2）測(cè)量精度控制問(wèn)題。露天礦山測(cè)量期間，影響輕小型無(wú)人機(jī)航測(cè)精度的因素較多，主要與獲取影像的清晰度、傳感器的類(lèi)型、像控點(diǎn)布置等有關(guān)。由于露天礦區(qū)開(kāi)采區(qū)域的環(huán)境復(fù)雜多變，導(dǎo)致控制點(diǎn)的布設(shè)存在一定的難度，且受環(huán)境及車(chē)輛的干擾強(qiáng)，一定程度上導(dǎo)致獲取的圖像及信息的精度不高，對(duì)于后期的儲(chǔ)量計(jì)算及生產(chǎn)調(diào)度指揮有一定的影響。

　　此外，傳感器的類(lèi)型及靈敏度情況，也是影響航測(cè)精度的一大因素。數(shù)碼相機(jī)、三維激光掃描儀、激光雷達(dá)等，受制于露天礦山測(cè)量的目的，在選取時(shí)，應(yīng)進(jìn)行綜合分析。且無(wú)人機(jī)航測(cè)中，單一的傳感器的應(yīng)用效果并不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

　　3）測(cè)量數(shù)據(jù)處理問(wèn)題。目前，無(wú)人機(jī)航測(cè)平臺(tái)多樣，均需要配套的專(zhuān)用軟件和硬件系統(tǒng)，測(cè)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理軟件的兼容性差，故在數(shù)據(jù)分析和處理過(guò)程中，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的分類(lèi)輸入，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理的前期準(zhǔn)備和后期分析工作繁瑣，數(shù)據(jù)耗時(shí)長(zhǎng)，專(zhuān)業(yè)性要求較高。如何能有效統(tǒng)一、簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)輸入、輸出的過(guò)程和標(biāo)準(zhǔn)，是提高航測(cè)數(shù)據(jù)處理效率的重要方面。

　  3.2 輕小型無(wú)人機(jī)露天航測(cè)的發(fā)展前景

　　1）礦區(qū)勘查與規(guī)劃設(shè)計(jì)。輕小型無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)可對(duì)存在安全隱患的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，而且測(cè)量效率高、成本低。搭載單反相機(jī)的固定翼無(wú)人機(jī)，幾個(gè)架次就可以完成礦區(qū)及其周邊的地形地貌特征的測(cè)繪。進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)后處理，可獲得航測(cè)區(qū)域的三維或者二維地圖，直接服務(wù)于露天礦山的前期勘探測(cè)量、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境調(diào)查、礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用方案編制和露天礦山規(guī)劃設(shè)計(jì)等。

　　2）礦山生產(chǎn)計(jì)劃編制與現(xiàn)場(chǎng)管理。輕小型無(wú)人機(jī)航測(cè)可實(shí)現(xiàn)大型露天礦山的全覆蓋三維建模，獲取整個(gè)礦區(qū)的實(shí)景全貌，及時(shí)更新地形地貌，此是生產(chǎn)計(jì)劃編制和施工現(xiàn)場(chǎng)管理的技術(shù)基礎(chǔ)。可以及時(shí)而準(zhǔn)確地了解礦區(qū)的宏觀采場(chǎng)現(xiàn)狀，如開(kāi)采平臺(tái)的位置、范圍及空間關(guān)系等，掌握礦區(qū)道路及排土場(chǎng)的空間分布關(guān)系等，亦可對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行進(jìn)一步的高精度航測(cè)，為礦山生產(chǎn)計(jì)劃編制與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置提供依據(jù)，保證長(zhǎng)期生產(chǎn)計(jì)劃與短期配礦得以良好地實(shí)施。

　　同時(shí)，可進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)度與管理，例如礦山臨時(shí)道路的規(guī)劃與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行情況檢查與糾偏、各平臺(tái)采剝作業(yè)的計(jì)量與管理等，有利于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度員落實(shí)生產(chǎn)計(jì)劃、合理安排施工設(shè)備，使得現(xiàn)場(chǎng)管理決策更加科學(xué)化、合理化。

　　3）復(fù)雜地形測(cè)量與工程計(jì)量。露天礦山的復(fù)雜地形區(qū)域及存在安全隱患的區(qū)域，例如高陡邊坡區(qū)域、塌方區(qū)域、地下存在不穩(wěn)定采空區(qū)的區(qū)域等，可選擇高精度的無(wú)人機(jī)航測(cè)方案進(jìn)行精確測(cè)量，快速精確獲取復(fù)雜區(qū)域、危險(xiǎn)區(qū)域的地形數(shù)據(jù)，生成特定區(qū)域的三維數(shù)字模型，為制定針對(duì)性的施工方案和技術(shù)措施奠定基礎(chǔ)。在露天礦山工程計(jì)量方面，輕小型無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)可有效進(jìn)行工程量的圈定與計(jì)量，耗時(shí)較短，精度較高，極大改善了工作環(huán)境，并提高了工作效率。

　　4） 礦山安全監(jiān)管。輕小型無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)測(cè)量效率高、精度高、性?xún)r(jià)比高，且無(wú)需接觸危險(xiǎn)區(qū)域就可以獲得高陡邊坡周邊和排土場(chǎng)全域的地形地貌信息，遠(yuǎn)程踏勘分析高陡邊坡和排土場(chǎng)的局部開(kāi)裂與滑塌情況，而且所有測(cè)量數(shù)據(jù)的可視性非常好，為科學(xué)合理地研究對(duì)策與方案奠定基礎(chǔ)。另外，借助高效、高精度的航測(cè)手段，可獲得采場(chǎng)與多個(gè)排土場(chǎng)的空間位置關(guān)系、排土場(chǎng)的堆積形態(tài)、堆積范圍變化等數(shù)據(jù)，及時(shí)而精確地反饋排土場(chǎng)的技術(shù)參數(shù)，從而對(duì)排土場(chǎng)進(jìn)行排土管理與安全監(jiān)控。同時(shí)，可通過(guò)對(duì)排土場(chǎng)進(jìn)行定期的間歇性航測(cè)，對(duì)比兩期或多期的航測(cè)結(jié)果，分析排土場(chǎng)堆積體的形態(tài)變化與發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)排土場(chǎng)的滑塌等安全隱患進(jìn)行監(jiān)控與預(yù)警。

　　5）礦區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)控與閉坑管理。在礦山開(kāi)發(fā)的全生命周期，都可以應(yīng)用無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)效率高、成本低、非接觸測(cè)量安全性高的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行露天礦山及其周邊的生態(tài)環(huán)境監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能的生態(tài)環(huán)境影響，從而制定環(huán)境保護(hù)措施和方案。隨著國(guó)家綠色礦山建設(shè)的不斷推進(jìn)，露天礦山的復(fù)墾復(fù)綠也是礦山生產(chǎn)和閉坑階段的重要內(nèi)容，可利用無(wú)人機(jī)攜帶專(zhuān)業(yè)化的傳感器，達(dá)到確定復(fù)綠范圍及植被生長(zhǎng)情況等的目的。同時(shí)，搭載不同的傳感器，可實(shí)現(xiàn)區(qū)域與植被生長(zhǎng)情況的統(tǒng)一調(diào)查，分析植被的高度、存活率等，對(duì)露天礦山的復(fù)綠工作極為有利。

　　四、結(jié)論

　　1）輕小型無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，取決于無(wú)人機(jī)硬件系統(tǒng)、定位系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的進(jìn)步、測(cè)量?jī)x器性能及數(shù)據(jù)處理軟件四個(gè)方面的突破。

　　2） 無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)可較好地生成露天礦山的三維地形地貌，分析礦區(qū)植被覆綠范圍及生長(zhǎng)狀態(tài)等，同時(shí)也可用于礦區(qū)滑坡等危險(xiǎn)源的標(biāo)識(shí)及監(jiān)控。相比于傳統(tǒng)的工程量計(jì)算方法，其具有較好的優(yōu)勢(shì)。

　　3）輕小型無(wú)人機(jī)存在電池續(xù)航、圖像數(shù)據(jù)精度及數(shù)據(jù)處理的不兼容性等問(wèn)題，一定程度上制約了在露天礦山航測(cè)方面推廣應(yīng)用。本文提出了輕小型無(wú)人機(jī)在露天礦山航測(cè)發(fā)展前景，可較好地應(yīng)用于露天礦山的全生命周期中。

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