摘要：本文探讨无人机测绘技术在有色金属矿产开采中的应用，采用理论结合实践的方法，立足无人机测绘技术的优势，分析了有色金属矿产开采对无人机测绘技术的需求，提出无人机测绘技术的实际应用以及提升应用效果的措施。分析结果表明，有色金属矿产是国民经济发展的重要物质基础，其开采与勘探对技术和方法的要求极高。传统的地面测绘方法耗时耗力，且难以覆盖复杂地形，而无人机测绘技术以其高效、灵活的特点，为有色金属矿产的勘查与开采提供了新的解决方案，可进行大范围推广和应用。

　　关键词：无人机测绘技术；有色金属；矿产开采；航线设定

　　随着社会发展和科技进步，对金属矿产资源的需求不断增大，尤其是不可再生的有色金属矿产，其在社会发展中的需求尤为巨大。但在有色金属矿产的开采受到多种因素的限制，开采过程中可能会引发环境污染和地质灾害，对企业和环境构成威胁。传统的矿山测绘方法，如地面测量和航空摄影，存在效率低、成本高、安全风险大等问题，尤其是在复杂多变的矿山环境中。近年来，无人机技术的快速发展，尤其是遥感、导航、数据处理等方面的进步，为矿山测绘提供了新的解决方案，在有色金属矿产开采中合理应用无人机测绘技术能够实现高效、快速、低成本的数据采集和处理，从而为有色金属矿产开采提供有针对性的参考和指导。

　　1无人机测绘技术的优势

　　无人机测绘技术是近年来兴起的一种新型测绘技术，相比于传统粗放式的经纬仪测绘、水准仪测绘，无人机测绘技术在有色金属矿产开采中应用时具有很多明显的优势，主要体现在以下几个方面。

　　（1）高效数据采集。无人机能够搭载多种传感器，如摄影测量、多光谱、高光谱、雷达等，快速获取地表及地下信息，大幅提高数据采集效率。

　　（2）显著的成本效益。相比于传统的航空测绘方法，无人机具有成本低廉、操作简单、灵活性高等优势，尤其适合在复杂环境中操作。

　　（3）高精度与高分辨率。现代无人机系统能携带高精度的测量设备，获取高分辨率影像，提高数据质量，为后续处理与分析提供可靠数据源。

　　2有色金属矿产开采对无人机测绘技术的需求

　　有色金属矿产开采中会遇到复杂的地质条件、难以预测地质风险，开采还需及时复垦，以降低对自然生态环境造成的不良影响，因此，有色金属矿开采阶段，需实时掌握矿区的动态变化，以便为矿产开采方案的制定，开采技术的调整和优化提供有效的测绘技术。而无人机测绘技术可有效满足有色金属矿开采对测绘数据实时性、有效性的需求，主要体现在以下几个方面。

　　（1）无人机测绘技术具有高效、快速的特点，能够在短时间内完成大面积的地形勘测任务，这对于有色金属矿产开采前期的地质勘探和资源评估具有重要意义。通过无人机搭载的高分辨率相机和激光雷达等传感器，可以获取高精度的地形数据，为矿产资源的勘探和开发提供可靠依据。

　　（2）无人机测绘技术在有色金属矿产开采过程中的实时监控和动态管理方面也具有显著优势。通过无人机定期采集的地形数据，可以及时发现开采过程中出现的地质灾害隐患，如滑坡、塌陷等地质灾害，从而采取相应的预防和应对措施，保障矿产开采的安全进行。

　　（3）无人机测绘技术在有色金属矿产开采后期的环境恢复和生态监测中也发挥着重要作用。通过对开采区域进行定期的无人机测绘，能够实时监测植被恢复情况和生态环境变化，为环境治理和生态修复提供科学依据。

　　3无人机测绘技术在有色金属矿产开采中的实际应用

　　3.1案例分析

　　某有色金属矿区总面积为145km2，经过多年的开采，很多区域出现了不同程度的损坏，容易发生塌陷、滑坡等一系列地质问题。为全面掌握该矿区地表条件，在实际开采中选择用无人机来勘测整个矿区，采用大疆无人机搭载Canon EOS 5D Mark II数码相机进行全矿区勘测，无人机飞行高度不低于550m，焦距选择为24.39mm，像元大小为0.00641mm，为提升该金属矿区勘测的全面性和有效性，在无人机飞行航测时控制航向重叠度不小于80%，分7个架次进行航测，实际飞行面积约为120km2。

　　3.2无人机起飞准备

　　为保证无人机矿区测绘的全面性、有效性、连续性，在无人机正式起飞之前，需明确无人机测绘系统的组成，包括无人机平台、航拍设备、定位系统和通信技术等，并根据测绘需求合理配置无人机的飞行路线和拍摄参数，如飞行高度、速度和航线间距。此外，还需进行飞行前检查与调整，以确保所有设备处于良好工作状态，案例有色金属矿开采项目应用无人机测绘前，还进行了试飞测试，按照试飞测试的结果，及时调整设备参数，如相机的曝光设置和导航系统的精确度，确保在正式飞行中能够获取高质量的数据。为保障无人机飞行的安全性，正式起飞前，还需详细评估飞行区域的天气状况和地形特征，识别潜在的安全风险，并制定相应的应对措施。同时，根据环境特点，优化飞行计划，保证数据采集的准确性和高效性。

　　3.3明确勘测指标

　　在有色金属矿产开采项目测绘中为确保无人机影像指标能够满足实际需求，在无人机航测全过程中必须严格遵循相关的技术标准和要求。比如，需要确保该项目的成图比例达到1：2000，无人机航测的精度要求比较高，以便能够更加直观、清楚地反映出有色金属矿开采的实际情况，为了达到这一目标，在进行无人机测绘需严格按照现行《低空数字航空摄影测量内业规范》的相关规定来合理确定各项勘测制备。此规范中不仅仅明确规定了无人机航测的技术细节，也指出了无人机航测影像数据处理和影像质量控制的要求，特别空三加密点的精度直接关系到整个无人机测绘结果的准确性和有效性，所谓空三加密点是指在三维空间中通过摄影测量技术确定的控制点，其精度直接影响到最终影像的准确性，因此，在有色金属矿开采无人机测绘中需保证加密点的精度能够满足误差控制在1.75m左右的标准。数字正摄影的平面位置上，误差也不能超过2.5m，这就要求在无人机航测影像在平面位置上，任何点的位置误差都必须控制在这个范围内，以确保影像的准确性和可靠性。为了达到这一要求，需要在航拍过程中使用高精度的定位设备，并在后期处理中进行精细地校正和调整。

　　除了位置精度的要求外，影像的色彩清晰度是衡量有色金属矿开采测绘结果的主要依据，在有色金属矿产开采项目中，清晰的影像色彩能够帮助开采人员和开采后的复垦工作得以更好地识别和分析地面上的地质特征和矿产分布情况。这就要求无人机航测影像的色彩清晰度能够满足实际需求，以便能够提供丰富的纹理信息。

　　3.4飞行执行

　　在确定的时间窗口内执行飞行任务，通过无人机搭载的航拍设备收集高分辨率的地表图像和地形数据。飞行过程中，实时监控数据质量，确保覆盖所有预定的测绘区域。在整个飞行过程中，通过地面控制系统实时监控无人机的飞行状态和数据采集情况，及时调整飞行路径和拍摄参数，以应对突发情况并确保数据的完整性和准确性。

　　3.5数据预处理

　　随着无人机在空中飞行高度提升，不可避免地会遭遇到更加复杂和多变的气象条件，例如强风和不稳定气流等。这些气象因素会对无人机的拍摄效果产生显著的影响，导致在实际拍摄过程中，无人机的姿态角度和航向等参数出现较大的偏差和不稳定。为了确保拍摄的图像质量，以及为后续的图像信息处理提供准确的基础数据，必须在进行图像信息处理之前，对无人机拍摄的影像进行预先的处理和校正。为了达到这一目的，案例有色金属矿开采项目在无人机测绘中采用先进的PixelGrid系统来进行影像的预先检查和处理。通过PixelGrid系统可以对拍摄的影像进行细致地分析和评估，确保影像的质量符合要求。此外，PixelGrid系统还可以整合和导出相关数据，以便进行进一步的检查和分析。在进行无人机航测数据预处理中PixelGrid系统可自动识别并剔除那些重叠度过高的照片，从而提高数据处理的效率和准确性。通过这种方式，确保最终获得的图像信息既准确又可靠，为后续的图像处理和分析工作打下坚实的基础。

　　3.6空三加密

　　空三加密在航空摄影的关键核心，空三加密是一个较为复杂的过程，涉及多种技术的联合应用，比如，对无人机航空影像进行精确的几何处理，通过解算影像之间的相对位置关系确定每个影像上的点在地面上的精确位置。在无人机测绘技术在有色金属矿开采中应用时，空三加密的效果直接关系到生成高精度的数字地表模型（DTM）和正射影像（DOM）的质量。在有色金属矿开采行业中，空三加密的应用流程如下。

　　第一步，进行影像采集。无人机搭载高分辨率相机按照预先设定的航线飞行，对矿区进行影像数据的采集。这些影像数据将为后续的处理工作提供基础。

　　第二步，初步数据处理。采集到的影像数据会经过一系列的预处理步骤，包括辐射校正和几何校正等。这些步骤的目的是减少系统误差，确保影像数据的质量，为后续的空三加密计算提供更加准确的基础数据。

　　第三步，空三计算。利用专业的空三加密软件，结合少量的地面控制点（GCPs）和影像之间的相互关系，计算出所有影像的外方位元素。这些外方位元素包括影像的位置和姿态信息，是后续生成高精度地表模型和正射影像的关键数据。

　　第四步，质量控制。对空三加密的结果进行严格的质量检查，确保所有影像的相对位置关系准确无误。这一环节是确保最终生成的数字地表模型和正射影像质量的关键，只有通过严格的质量控制，才能确保最终产品的精度和可靠性。

　　3.7无人机影像数据分析

　　在进行无人机航拍摄影的过程中使用的相机大多数为非测量性质的相机，这些相机在实际应用中，尤其是在照片的边缘部分，往往存在着较为显著的光学畸变现象。光学畸变现象的存在会导致实际拍摄到的景物位置发生一定程度的偏移和变化，从而使得拍摄出来的照片出现明显的失真现象。为了能够有效地解决这一问题，需要对拍摄到的影像进行一系列的后期处理工作，比如，对无人机摄影设备的拍摄方向进行精确的调整，以及对拍摄到的照片进行格式转换等操作，以确保最终得到的照片能够尽可能地还原真实场景，减少失真现象，从而提高照片的质量和观赏价值。

　　3.8测绘成果应用

　　在有色金属矿开采的过程中，无人机测绘技术所提供的数据在众多方面展现出了广泛的应用价值。

　　一方面，在矿区规划与设计中的应用，通过利用无人机测绘技术所获取的详细数据，可进行更为精确和科学的矿山开采规划与设计。这些数据涵盖了矿体的具体位置、开采面的合理布局以及基础设施建设的规划等多个方面。通过这些详尽的测绘数据，决策者能够更加准确地制定出开采计划，从而提高开采效率和经济效益。

　　另一方面，环境监测与管理方面的应用，无人机测绘技术同样发挥着重要作用。在矿山开采之前，无人机测绘技术可以用于进行地形分析，帮助决策者了解地形地貌特征，从而制定出更为合理的开采方案。而在开采过程中，无人机测绘技术还可以持续监控环境变化，及时发现会对环境造成负面影响的因素。通过这些实时数据，管理者可以迅速采取相应的环境保护措施，如及时进行生态修复，以减少开采活动对环境的破坏，确保可持续发展。

　　4提升无人机测绘技术应用效果的措施

　　虽然在有色金属矿开采中应用无人机测绘技术在测绘效率、安全性、成本等方面较为明显的优势，但由于有色金属矿山开采规模大、现场条件复杂，影响测绘效果的因素比较多，为有效提升无人机测绘技术的应用效果可采取如下措施。

　　4.1优化测绘流程

　　在执行测绘任务前，需要详细规划无人机的飞行路线和摄影区域，确保覆盖所有关键区域，并考虑地形和气候条件对飞行的影响。这有助于提高数据采集的完整性和准确性。在飞行过程中，应实时监控无人机的飞行状态和数据采集情况，如遇到突发情况能及时调整飞行路径和拍摄参数，以保证数据的连续性和质量。

　　4.2升级设备技术

　　在有色金属矿开采中应用无人机测绘技术时，为有效提升测绘的精度，保障测绘效果，可使用高分辨率的航拍设备，能够提供更清晰的图像和更精确的数据，这对于后续的数据分析和处理至关重要。比如，利用高精度的GPS和其他辅助定位技术，能够大幅提高无人机的定位精度，从而确保采集到的地理信息更加准确。

　　4.3合理解决无人机在复杂地形和恶劣天气条件下的飞行和数据采集问题

　　解决无人机在复杂地形和恶劣天气条件下的飞行和数据采集问题，可采取以下几种方法。

　　（1）激光测距与地形匹配技术。通过基于激光测距的无人机地形匹配飞行方法，提高了无人机在复杂地形中的飞行精度。此种方法的主要机理，是利用激光测距模块实时测量无人机与地面的相对高度和地形的起伏角度，从而实现精准的仿地飞行。

　　（2）实时仿地飞行功能。一些先进的无人机系统提供了实时仿地飞行功能，能够在飞行过程中实时重构地形并调整飞行高度，无需提前导入地形数据。例如，大疆Mavic

　　3行业系列无人机具备这种功能，能够有效应对复杂地形。

　　（3）自动避障技术。无人机的自动避障技术可以显著提高其在复杂环境中的安全性。通过双目视觉、ToF传感器等技术，无人机能够实时感知周围环境，识别并避开障碍物，从而实现智能飞行和避障。

　　（4）机载智能控制系统。为了提升无人机在严苛环境条件下的工作能力，可在无人机之上搭载智能控制系统，增加了无人机的环境适应性和可操作性，以促使无人机在执行飞行任务时能够更好地应对复杂的气象条件和地形变化。

　　5结语

　　综上所述，结合理论实践，分析了无人机测绘技术在有色金属矿产开采中的应用，分析结果表明，无人机测绘技术在有色金属矿产开采中的实际应用是一个系统的过程，涉及多个环节的紧密配合和技术支持。通过这一高效的技术手段，不仅提高了测绘的效率和精度，还为矿山的合理开发和环境保护提供了有力的数据支持，助力我国有色金属矿产事业持续健康地发展。