本篇青海地質(zhì)論文分析無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在地質(zhì)環(huán)境治理中的應(yīng)用，無人機(jī)雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在難以克服的問題，由于抗風(fēng)和抗氣流的能力差，飛行不穩(wěn)定，在測(cè)圖過程中表現(xiàn)為測(cè)圖定向點(diǎn)和立體模型套合差大、接邊誤差大。同時(shí)無人機(jī)應(yīng)變能力差，不能對(duì)付意外事件，如高海拔或信號(hào)干擾時(shí)，易造成接收機(jī)與地面工作站失去聯(lián)系等。但隨著我國改革開放的逐步深入，經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，在不久的將來這些問題逐步得以改善，不僅應(yīng)用于地質(zhì)環(huán)境治理方面，還有在應(yīng)急測(cè)繪保障、國土資源監(jiān)測(cè)、重大工程建設(shè)等方面將得到廣泛應(yīng)用，這也必將推動(dòng)新的遙感技術(shù)的發(fā)展。

　　《地質(zhì)學(xué)報(bào)》Acta Geologica Sinica(月刊)曾用刊名：中國地質(zhì)學(xué)會(huì)會(huì)志，1922年創(chuàng)刊，為學(xué)術(shù)性刊物。刊登地質(zhì)學(xué)及其相關(guān)學(xué)科的領(lǐng)域的研究成果，涉及地層學(xué)、古生物學(xué)、礦物巖石學(xué)、地球化學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)、水文地質(zhì)、第四紀(jì)地質(zhì)等方面。讀者對(duì)象為地質(zhì)科學(xué)研究人員及地質(zhì)院校師生。

　　無人機(jī)航測(cè)技術(shù)作為一項(xiàng)空間數(shù)據(jù)獲取的重要手段，具有續(xù)航時(shí)間長、影像實(shí)時(shí)存儲(chǔ)傳輸、分辨率高、機(jī)動(dòng)靈活、相對(duì)于載人機(jī)來說，運(yùn)輸維護(hù)、作業(yè)成本等都較低等優(yōu)點(diǎn)。目前大量應(yīng)用于地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、高海拔礦區(qū)的測(cè)量工作中。文章通過實(shí)例分析，主要以無人機(jī)航測(cè)技術(shù)為主線，對(duì)于礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理方面的問題進(jìn)行的探討。

　　關(guān)鍵詞：無人機(jī);航空攝影測(cè)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(jìn)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(jī)主要用于在項(xiàng)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(píng)估等方面及時(shí)提供動(dòng)態(tài)資料和數(shù)據(jù)，對(duì)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(cè)量方法，其勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)程序復(fù)雜，功效低，采用無人機(jī)能及時(shí)獲取地質(zhì)環(huán)境治理前、后不同時(shí)段的正射影像圖，成圖速度較快，信息反饋及時(shí)，對(duì)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(cè)量

　　基礎(chǔ)控制測(cè)量按常規(guī)GPS四等測(cè)量進(jìn)行，四等GPS控制網(wǎng)的觀測(cè)是高程網(wǎng)和平面控制網(wǎng)同時(shí)進(jìn)行，平差計(jì)算時(shí)平面控制網(wǎng)和高程網(wǎng)同時(shí)進(jìn)行，采用中海達(dá)V8GPS接收機(jī)隨機(jī)HDS2003數(shù)據(jù)處理軟件包在計(jì)算機(jī)上進(jìn)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(duì)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(jìn)行全面檢查，完成結(jié)算后進(jìn)行各項(xiàng)精度指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

　　像控點(diǎn)測(cè)量采用單基站RTK方法進(jìn)行，在GPS四等點(diǎn)上設(shè)站，采用原有四等控制點(diǎn)求取整測(cè)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(dòng)站采樣間隔為2秒，直接測(cè)出像控點(diǎn)的三維坐標(biāo)，取兩次測(cè)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(jī)航空攝影

　　本次無人機(jī)航攝分兩個(gè)架次進(jìn)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(cè)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(diǎn)布設(shè)

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

　　2.2　像控點(diǎn)測(cè)量

　　采用單基站RTK方法進(jìn)行，在已知點(diǎn)上設(shè)站，采用原有四等控制點(diǎn)求取整測(cè)區(qū)七參數(shù)，求取七參數(shù)時(shí)，對(duì)選用的已知點(diǎn)的可靠性進(jìn)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(dòng)站采樣間隔為2秒，直接測(cè)出像控點(diǎn)的三維坐標(biāo)，取兩次測(cè)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(jī)航空攝影資料和像控成果，在全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站Pixel Grid軟件中進(jìn)行空中三角測(cè)量計(jì)算;將空三成果導(dǎo)入Virtuozo攝影測(cè)量工作站，恢復(fù)立體模型，對(duì)影像進(jìn)行判讀，按照相關(guān)規(guī)范及要求，對(duì)地物、地貌要素進(jìn)行了采集，輸出符號(hào)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(xiàng)目設(shè)計(jì)、相關(guān)圖式、規(guī)范等技術(shù)要求，在基于AutoCAD平臺(tái)的圖形編輯軟件 CASS上對(duì)立測(cè)采集數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)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(dá)到航向70%，旁向40%的設(shè)計(jì)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(cè)量采用PixelGrid軟件，通過光束區(qū)域網(wǎng)整體平差，得到加密點(diǎn)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(duì)定向精度：像控點(diǎn)誤差平面最大的是±0.201m;高程最大為±0.210m。

　　DOM平面精度檢測(cè)，成圖范圍內(nèi)采用對(duì)保密點(diǎn)的檢測(cè)，并計(jì)算出單點(diǎn)檢測(cè)較差及中誤差。共用到84個(gè)檢查點(diǎn)，其中單點(diǎn)誤差最小點(diǎn)為64單點(diǎn)較差值為0.02m，單點(diǎn)較差最大點(diǎn)為74誤差值為0.681m。檢查點(diǎn)較差中誤差依據(jù)下列公式進(jìn)行計(jì)算：

　　計(jì)算出正射影像圖DOM檢查點(diǎn)較差中誤差為0.153m。

　　5　無人機(jī)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(jī)可以能及時(shí)獲取這些成果，省時(shí)、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(gè)部門。低空無人機(jī)由于可以搭載多種傳感器，因此可以根據(jù)需要對(duì)目標(biāo)獲取如雷達(dá)、真彩色、多光譜等多種遙感數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，進(jìn)行定性或定量分析地質(zhì)環(huán)境的治理恢復(fù)的真實(shí)現(xiàn)狀，為管理者提供決策依據(jù)。

　　地質(zhì)環(huán)境資源保護(hù)與利用有效監(jiān)測(cè)措施方法。由于礦山資源的稀缺性和不可再生的特點(diǎn)，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(jī)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(shí)現(xiàn)空中監(jiān)視、拍攝取證的效果，這樣就可以有效的實(shí)現(xiàn)監(jiān)管，有力地打擊違法開采資源的活動(dòng)。實(shí)現(xiàn)維護(hù)和保護(hù)地質(zhì)環(huán)境目的。