一、無(wú)人機(jī)在礦業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
我國(guó)具有范圍廣，地形地貌多變，地質(zhì)情況復(fù)雜等特點(diǎn)，是世界礦產(chǎn)資源類最為豐富的國(guó)家之一，部分礦種儲(chǔ)量居世界前茅之一，豐富的礦產(chǎn)資源給國(guó)家相關(guān)部門的監(jiān)督、管理帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。存在的無(wú)證勘查和開(kāi)采、亂采濫挖、非法轉(zhuǎn)讓探礦權(quán)和采礦權(quán)、經(jīng)營(yíng)粗放造成浪費(fèi)資源、破壞環(huán)境等突出問(wèn)題，有效保護(hù)和合理開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)管理方法多以野外測(cè)繪、手工計(jì)算為主，雖有遙感衛(wèi)星提供影像資料，但也有分辨率低、難以準(zhǔn)確的獲取礦區(qū)的實(shí)際情況，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域難以高精度、高頻度監(jiān)測(cè)和管理。
石礦開(kāi)采
1.1無(wú)人機(jī)服務(wù)于礦業(yè)領(lǐng)域中的優(yōu)勢(shì)
近幾年，無(wú)人機(jī)在礦業(yè)管理中有了初步的發(fā)展，其中關(guān)于測(cè)量的各種設(shè)備以及設(shè)備的精準(zhǔn)性能都得到了迅速的提升，而且遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)空分辨率的不斷提高也為監(jiān)管技術(shù)的不斷完善提供了技術(shù)支持。但是在利用遙感技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的過(guò)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(hù)區(qū)以及多云多霧的高山地區(qū)等，都可以造成衛(wèi)星成像技術(shù)的優(yōu)品率降低。但是這對(duì)于無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)卻沒(méi)有太大的影響，這是因?yàn)闊o(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)的遙測(cè)設(shè)備應(yīng)用十分的靈活，在起降的過(guò)程中不需要太大的面積，而且容易攜帶，在操作的過(guò)程中安全可靠，能夠持續(xù)工作；而且無(wú)人機(jī)飛行的高度普遍低于云層，在進(jìn)行局部信息的采集過(guò)程中有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。運(yùn)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行水土保持監(jiān)督管理工作，在特定的軟件支持下，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)以及高精確的處理，有效的與無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)實(shí)現(xiàn)拼接。
2.1.1進(jìn)行自動(dòng)化的處理
利用無(wú)人機(jī)遙測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取過(guò)程中可以得到最后想要的數(shù)據(jù)，因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理，而且具有較高的計(jì)算精度，主要是該系統(tǒng)可以對(duì)航拍的各項(xiàng)指數(shù)以及各項(xiàng)工作器材自動(dòng)校正，這樣就為后續(xù)的精度測(cè)量和計(jì)算提供了可能。在該系統(tǒng)的研究過(guò)程中，不需要對(duì)飛行的姿態(tài)信息進(jìn)行任何形式的變化，只需要有航拍過(guò)程中啟動(dòng)地面的GPS信息系統(tǒng)，操作員就可以根據(jù)定位系統(tǒng)及時(shí)對(duì)航拍后的結(jié)果進(jìn)行處理，最后把獲取到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為能夠讀取的DOM以及DEM數(shù)據(jù)，在這樣的環(huán)境中就可以提供一些可以讀出以及識(shí)別的文件，與測(cè)量軟件形成完美的對(duì)接。
2.1.2得到的成果十分全面
?、倮脽o(wú)人機(jī)遙測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和研究可以將得到的信息自動(dòng)生成一種瓦片，而這個(gè)瓦片可以將DOM文件進(jìn)行切割，形成一種可以利用GoogleEarth對(duì)切割后的文件進(jìn)行瀏覽的成果；②利用該軟件還可以對(duì)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(duì)三維景觀制作提供方便，相比于傳統(tǒng)的三維建模方式，該方法在輸出成果速度以及保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性方面都有著十分明顯的優(yōu)勢(shì)；③該方法可以在得到結(jié)果以后將結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)校正，而且在影像上還可以自動(dòng)分成一片片的色區(qū)，這樣可以防止視角扭曲，形成一種良好的衛(wèi)星遙感影像；④在該系統(tǒng)上還具有自動(dòng)對(duì)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(biāo)準(zhǔn)的GIS軟件對(duì)某個(gè)地形區(qū)域的坡度以及距離進(jìn)行測(cè)量，得到相應(yīng)的等高線。
DOM正射影像圖
DEM
DSM數(shù)字表面模型
傾斜攝影實(shí)景三維模型
2.1.3較高的空間分辨率
在利用無(wú)人機(jī)遙測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及計(jì)算過(guò)程中采用的方法是按照影像的內(nèi)容并且采用獨(dú)特的空三算法和優(yōu)化技術(shù)等對(duì)區(qū)域網(wǎng)的信息進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，然后將得到的數(shù)據(jù)等信息以標(biāo)準(zhǔn)化的格式進(jìn)行輸出，完美的結(jié)合了攝影和測(cè)量工程。在進(jìn)行測(cè)量處理的過(guò)程中不需要額外的定位軟件，因?yàn)樽詭У腉PS系統(tǒng)可以對(duì)地理位置進(jìn)行精確計(jì)算，如果在測(cè)量過(guò)程中對(duì)精度有更高的要求，可以隨時(shí)添加一些控制點(diǎn)，將這些控制點(diǎn)的數(shù)值參與到空三計(jì)算中來(lái)，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，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(cè)
利用無(wú)人機(jī)遙測(cè)系統(tǒng)處理得到的三維實(shí)景模型成果可量測(cè)坐標(biāo)、距離、面積和體積。
可量測(cè)三維坐標(biāo)
可量測(cè)距離
可量測(cè)面積
可量測(cè)體積（填挖方）
2.1.5具有較高的反應(yīng)速度
利用無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的快速收集與處理，因?yàn)樵谶@個(gè)系統(tǒng)中具有一個(gè)高效的處理模式，短短幾個(gè)小時(shí)就可以將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行鑲嵌和DEM處理，而且這個(gè)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(yùn)行，提高了使用的便利性。
二、無(wú)人機(jī)在礦業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用
3.1礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)狀況調(diào)查中的應(yīng)用：
由于礦區(qū)的分布分散，為了更好的對(duì)礦區(qū)進(jìn)行管理調(diào)控，準(zhǔn)備的獲取礦產(chǎn)開(kāi)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(zhǎng)年的不合理的開(kāi)采、甚至偷挖，造成礦區(qū)遍布整個(gè)洪山山體，沒(méi)有足夠礦區(qū)的影像或模型資料對(duì)總體進(jìn)行分析和未來(lái)的規(guī)劃布局。無(wú)人機(jī)能夠獲取第一手觀測(cè)資料，為礦區(qū)獲取第一手資料，并繪制礦區(qū)區(qū)遙感圖、三維模型。
3.2礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)引發(fā)的災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用
在開(kāi)采礦產(chǎn)的過(guò)程中，會(huì)引發(fā)一些災(zāi)害，包括地面沉陷范圍、地裂縫長(zhǎng)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(zhǎng)度（位置）及煤田（矸石堆自然、尾礦庫(kù)）范圍等。通過(guò)模型對(duì)礦山進(jìn)行分析可以及時(shí)避免一些災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。
3.3礦山生態(tài)環(huán)境信息調(diào)查中的應(yīng)用：
因?yàn)殚_(kāi)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(fù)墾及礦山環(huán)境治理效果，數(shù)字礦山等。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間未開(kāi)采的或者開(kāi)采廢棄的土石長(zhǎng)管理，采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影三維建模，可以很方便的對(duì)采石場(chǎng)的情況進(jìn)行分析，管理以及回填。準(zhǔn)確的在三維立體模型下量測(cè)出采石場(chǎng)三維模型的面積、體積、坡度等信息。同時(shí)還可以準(zhǔn)確的計(jì)算出回填的土方量，為采石場(chǎng)的智能化管理提供有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
三、服務(wù)于礦山領(lǐng)域無(wú)人機(jī)的適用選型
4.1傳統(tǒng)攝影測(cè)量無(wú)人機(jī)硬件——天勤
4.3傾斜攝影無(wú)人機(jī)硬件——HD1600
天鷹HD1600六旋翼無(wú)人機(jī),采用碳纖復(fù)合材，確保強(qiáng)韌、穩(wěn)固的機(jī)身結(jié)構(gòu)，超簡(jiǎn)約電機(jī)系統(tǒng)，高性能處理核心，GNSS定位系統(tǒng)，集多種高性能于一體，可搭載三維激光掃描儀、飛思相機(jī)，根據(jù)用戶航測(cè)任務(wù)的需求，定制云臺(tái)系統(tǒng)，可根據(jù)不同的測(cè)量任務(wù)，按照需求搭載不同傳感器掛件。
主要技術(shù)指標(biāo)
1）類型：六旋翼
2）軸距：1600mm
3）機(jī)架：碳纖維復(fù)合材料一體成型
4）機(jī)臂結(jié)構(gòu)：扭轉(zhuǎn)插臂式快拆
5）外形尺寸：寬2.3m*高0.55m
6）存放直徑：小于0.8m
7）電池組：22.2V16000mAH*2
8）標(biāo)準(zhǔn)載荷重量：3000g
9）帶標(biāo)準(zhǔn)載荷續(xù)航時(shí)間：50分鐘
10）帶載起飛重量：小于18公斤
11）巡航速度：5m/s
12）最大平飛速度：8m/s
13）海平面爬升率：5m/s
14）最大抗風(fēng)能力：6m/s（4級(jí)風(fēng)）
15）海拔升限：4500m
16）測(cè)控鏈路通訊距離：5Km
17）最大飛行半徑：3Km
18）安靜性：≤75dBA@3m
19）抗雨：24小時(shí)降雨量小于100毫米時(shí)可持續(xù)安全飛行
抗強(qiáng)電場(chǎng)干擾能力：距離220kV超高壓輸電線5米距離時(shí)，飛行器控制、通訊線路不受影響
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