摘要：无人机遥感技术具有高分辨率、数据质量高和高机动性等特点。为探索采用无人机遥感技术在矿区地形图测量中的应用，本文以非洲几内亚某铁矿区地形图航测项目为例，通过使用飞马D2000S无人机进行航测，获得了高精度的测量结果，以便满足后续相关工作的基本需求。利用无人机遥感技术进行铁矿地形图测量，具有速度快、效率高、数据质量高、节约费用等特点，是一种适用于铁矿地形图测量和地质勘查的方法。

　　关键词：无人机遥感技术；铁矿地形图；测量

　　随着科技的发展日新月异，无人机遥感技术具有诸多优势，使其在各个领域都能发挥重要作用。其在地理信息系统、资源调查、环境监测等领域的应用前景广阔，为社会经济发展提供了有力支撑。铁矿资源是重要的矿产资源之一，对于国家的工业发展和国民经济建设具有举足轻重的地位。合理开发和利用铁矿资源，既能满足国家经济发展的需求，又能保障国民生活水平的提高。因此，将无人机遥感技术应用于铁矿地形图测量中具有重要意义。

　　1无人机遥感技术分析

　　无人机遥感技术是一种将无人机技术和遥感技术相融合的一种方法，通过携带传感器设备，并在规定飞行高度（通常为2000m以下）内，能够实现对一定区域地形结构的探测，并通过计算机技术对其进行数据处理和制图，为矿山后期的矿产资源综合分析奠定基础。近年来，无人机遥感技术与雷达技术、数字化技术相融合，具有全天候、实时、微型化等优点，极大地提高了图像数据的敏感性和分辨力，是矿山信息获取的主要途径。目前，无人机遥感技术主要由两大部分组成，即数据采集模块和数据处理模块。其中，无人机、遥感传感器等是数据采集模块的主要组成设备。针对矿山地形测量工作的不同需要，可以选用各种型号的传感器，如红外扫描仪、合成孔径雷达等。目前，在航空探测方面，对于无人机并没有什么特殊性能需求，市场上常用的飞马系列无人机就可满足标准。在数据处理过程中，数据预处理部分包含遥感数据的下载、飞行质量的检测和数据质量的检验。

　　2技术架构

　　2.1无人机低空航摄数据采集

　　无人机遥感系统在近年来得到了广泛关注和应用，其主要组成部分包括无人机平台、传感器、通信设备和数据处理系统等。在铁矿地形图测量中，正确选用无人机平台和传感器，进行低空航摄，是获取高分辨率遥感影像数据的关键。

　　（1）无人机平台作为遥感系统的核心，其性能直接影响到遥感数据的质量和准确性。在选择无人机平台时，需要考虑以下几个方面：飞行速度、飞行高度、载重能力、稳定性和操控性等。此外，根据实际任务需求，还需选择具有相应传感器接口的无人机平台，以便搭载各种传感器进行多样化测量。

　　（2）传感器在无人机遥感系统中起着至关重要的作用。在铁矿地形图测量中，需要选用适合此类场景的传感器，如高分辨率数码相机、激光雷达、红外线传感器等。这些传感器可以获取丰富的地形信息，为后续数据处理和分析奠定基础。

　　（3）通信设备在无人机遥感系统中负责无人机与地面站之间的数据传输。选择合适的通信设备，可以保证遥感数据的高效、稳定传输。在实际应用中，需要考虑通信设备的带宽、传输速率、抗干扰能力等因素，以确保数据传输的可靠性。

　　（4）数据处理系统是无人机遥感数据的“加工厂”，负责对原始遥感数据进行处理、分析和可视化。在铁矿地形图测量中，数据处理系统需要对获取的遥感影像数据进行几何校正、影像融合、地形提取等操作，最终生成符合精度要求的地形图。

　　2.2航测数据的处理

　　航空测量数据处理是遥感技术应用的重要环节，其主要包括数据预处理、影像纠正、影像融合等几个方面。

　　（1）数据预处理是航空测量数据处理的第一步。在这个过程中，主要通过去噪和误差消除提高数据的质量。去噪的方法有很多，如均值滤波、中值滤波、高斯滤波等，这些方法可以有效地消除图像中的噪声，提高图像的清晰度。误差消除主要是通过对原始数据进行插值、平滑等处理，减小数据中的误差，提高数据的准确性。

　　（2）影像纠正是在数据预处理的基础上进行的。这个过程主要是通过对遥感影像进行几何校正、辐射校正等处理，使其与地面实际地形相一致。几何校正主要是纠正影像中的几何变形，如扭曲、缩放等，辐射校正则是消除影像中的辐射误差，提高影像亮度和对比度。

　　（3）影像融合是航空测量数据处理的最后一步。在这个过程中，将遥感影像与地形数据进行融合，生成三维地形模型。这个过程主要是通过将遥感影像和地形数据进行叠加处理，从而实现影像和地形的有机结合。影像融合后的三维地形模型具有较高的空间分辨率和高程精度，可以广泛应用于地形分析、城市规划、资源调查等领域。

　　2.3监测信息提取

　　遥感技术在铁矿资源勘探和开发中的应用越来越广泛。通过对遥感影像和地形数据的深入分析，可以获取铁矿地形图中的关键信息，为铁矿资源的开发和环境保护提供重要依据。①利用数字地形分析技术，可以获取地形高程信息。地形高程是铁矿资源开发的重要参考因素，直接影响到矿山的开采方式和运输途径。通过对地形高程的分析，可以为矿山设计提供更准确的依据，从而提高开采效率和降低成本。②通过对坡度的分析，可以判断矿山开采过程中可能出现的地质灾害，如滑坡、泥石流等。此外，坡度信息还可以用于评估矿山的生态环境恢复难度，为生态修复工作提供数据支持。③沟谷分布反映了地形地貌特征，对于矿山开采中的排水、运输和安全设施布局等方面具有重要指导意义。合理利用沟谷分布信息，可以降低矿山开采过程中的安全风险，提高资源利用率。④地表覆盖分类可以帮助工作人员了解矿区土地利用状况，为矿山废弃物处理和生态修复提供数据支持。同时，地表覆盖分类还可以辅助预测矿山开采对周边生态环境的影响，为生态保护提供决策依据。

　　3应用实例

      3.1仪器简介

　　对几内亚某铁矿矿区进行无人机航摄测量，测图比例尺为1：1000，并利用无人机遥感成果开展矿区开发、运营、地质环境评估及尾砂排水工程的前期设计。本文以飞马D2000S型无人机，该无人机为低空多旋翼型无人机，可以从地面上进行垂直起飞，场地限制小，起降方便，还可以在飞行过程中跟随地形的起伏进行变高仿地飞行。采用实时差分RTK和后差分解算法体系PPK，后差分解算法具有机体坐标校正和姿态校正等作用。巡航时最大飞行速度20m/s；最大飞行时间可达74min；最大飞行距离为30km；悬停水平精度为（1+1×10-6）cm，垂直精度为（2+1×10-6）cm。

　　相机型号为D-CAM3000航测相机模块，相机型号SONY a7Rm4，有效像素6100万，传感器尺寸35.7×23.8mm（全画幅），镜头参数40mm定焦。

　　3.2踏勘设计

　　在进行铁矿地形遥感测量时，首先需要充分了解矿区的地形特点，包括地势起伏、地貌类型、地质构造等因素。这些信息将对设计飞行路线和确定航高起到关键作用。在此基础上，结合遥感技术的原理，可以制定科学、合理的航线图，以确保遥感数据能够覆盖整个测量区域。

　　在设计航线图时，一方面，需要根据铁矿地形的实际特点来规划飞行路线。包括考虑矿区的范围、地形复杂程度、遥感设备的性能等因素。飞行路线的设计要保证覆盖整个矿区，避免出现遗漏或重复测量的情况。同时，飞行速度和飞行高度也需要根据实际情况进行调整，以达到最优的遥感数据采集效果。另一方面，合理设置航高也是确保遥感数据覆盖整个测量区域的关键。航高的选择要综合考虑地形起伏、遥感设备的最大探测范围、飞行安全等因素。一般情况下，较低的航高能够获取更详细的遥感数据，但同时对飞行安全要求也更高。因此，在实际操作中，需要根据具体情况确定最佳的航高，以实现遥感数据的全面覆盖。本次项目采用了相对航高359m、地面分辨率优于4cm的参数设置。此外，在实际飞行过程中，还需密切关注气象条件、设备运行状况等因素，适时调整飞行路线和航高。这有助于确保遥感数据的质量和准确性，为后续的数据处理和分析提供可靠的基础。

　　3.3像控点测设

　　在无人机遥感数据的应用中，地面校正是一个至关重要的环节。为确保无人机遥感数据的准确性和可靠性，需要在测量区域内布设像控点，对数据进行精确的地面校正。像控点是指在无人机遥感图像上明显可见的地面特征点，如建筑物、道路、河流等。这些特征点在遥感图像中具有较高的几何精度和稳定性，可以作为无人机遥感数据的地面校正基准。

　　在测量区域内布设像控点时，需要遵循以下原则：①选择具有明显几何特征的地面目标，以确保其在遥感图像中的稳定性。②分布均匀，避免密集或过于稀疏。像控点的分布应能覆盖整个测量区域，以提高校正精度。③布设数量适当。根据测量区域的大小和复杂程度，合理确定像控点的数量。过多的像控点会增加数据处理负担，过少的像控点可能导致校正精度不足。④布设位置远离遮挡物，确保遥感图像的质量和准确性。

　　3.4工程完成情况

　　本次无人机遥感数据采集项目，在几内亚某铁矿区域取得了丰硕的成果。项目执行期间，运用了先进的无人机遥感技术，对目标区域进行了全面、深入探测。最终，成功采集到约83km2的丰富航测遥感数据，为该国铁矿资源调查和开发提供了有力支持。

　　无人机遥感技术作为一种新兴的遥感手段，具有高度灵活性、实时性和准确性等特点。在本次项目中，通过无人机搭载的高清摄像头、激光雷达等设备，获取了高分辨率的遥感图像和三维地理信息数据。这些数据在后续的数据处理和分析过程中，为研究人员提供了详实的信息，有助于深入了解铁矿区域的地质特征、地形地貌以及环境状况。采集到的遥感数据，经过预处理，包括数据清洗、去噪、校正等环节，确保数据质量。随后，研究人员对数据进行了详细分析，提取了关键信息，如矿区范围、矿床分布、地质构造等。这些信息对于铁矿资源勘探、开发和管理具有重要意义，为政府和企业提供了科学依据。

　　3.5数字正射影像和数字高程模型生产制作

　　数字正射影像（DOM）和数字高程模型（DEM）是遥感技术的重要产物，其在地理信息系统（GIS）、城市规划、土地管理、环境保护等领域具有广泛的应用。利用处理后的遥感数据，可以生成这些数字模型，从而为各类决策和研究提供重要的数据支持。

　　（1）数字正射影像（DOM）是通过对遥感图像进行几何纠正、影像处理和地理编码等步骤，生成的具有地理参考的数字影像。DOM具有较高的空间分辨率、准确的地物信息和清晰的地面特征，可以直观地反映地表景观和地物分布情况。在土地利用规划、资源调查、环境监测等方面，DOM发挥着重要作用。

　　（2）数字高程模型（DEM）。是描述地球表面高程分布的数字模型，通常以规则网格的形式表示。DEM的数据来源包括地形图、遥感影像、激光雷达等。DEM在地理信息系统、导航定位、土木工程、水利工程等领域具有重要应用价值。在生成数字正射影像（DOM）和数字高程模型（DEM）的过程中，首先，要对原始遥感数据进行预处理。其次，通过对遥感图像进行分割、分类和特征提取，可以获得地表各类地物的信息。最后，将这些信息与地理参考系统相结合，生成具有地理坐标的数字模型。

　　3.6成果分析及治理

　　在世界上，矿山开采长期以来一直是经济发展的重要支柱。然而，矿山开采带来的环境破坏问题，也成为现如今亟待解决的问题。植被破坏不仅对生态环境造成严重破坏，还容易引起水土流失及滑坡等其它地质灾害威胁到周边居民的生命财产安全。为了更好地解决这一问题，本项目利用无人机遥感技术对矿区的遥感数据进行深入分析，以期为矿山环境保护和安全管理提供科学依据。

　　（1）通过对矿区及环境破坏区域的数字正射影像图（DOM）数据进行详细分析，工作人员可以准确判断该区的面积，并结合实地调查成果，工作人员可以对破坏范围进行精确划定，并在危险区域设置标志，以提醒工作人员注意安全。

　　（2）利用DOM数据，工作人员可以评估矿山全周期种植植物的存活状况，并根据评估结果进行针对性绿化设计。同时，通过对DOM数据的分析，可以检查破坏及地质灾害区的防洪设施是否有破损，为后续的生态恢复方案制定和尾砂富集区域的干排水等工作提供参考。此外，本次航空摄影测量结果具有较高的一致性，可以有效提高地形图的测量准确性。为确保治理效果评价的客观性和准确性，并在治理工作完成后的相同季节和时间分别进行一次飞行和成图。

　　4结语

　　综上所述，无人机遥感技术具有分辨率高。数据质量高及机动性高等优势。通过本文的研究，可以发现，无人机遥感技术在获取矿区地形图方面具有一定优势。相对于传统制图方式，无人机遥感技术能够快速获取矿山治理过程中所发生的各种改变，能够实现对矿区整治过程的可视化，同时也能获得常规遥感手段所不能获取的DOM、DEM等信息，具有重要现实意义。