无人机低空航摄的矿山地质灾害精细探测方法-论文.pdf

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1、39卷第6期测绘科学Vo1．39NO．614年06月ScienceofSurveyingandMappingJun．无人机低空航摄的矿山地质灾害精细探测方法赵星涛，胡奎，卢晓攀。，杨化超。(1．北京天下图数据技术有限公司，北京100037；2．皖北煤电集团有限责任公司，安徽宿卅I234011；3．中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州221116)摘要：为精确识别矿山开发和矿山环境目标、促进矿业开发的可持续发展，文章基于无人机低空航摄获取的矿区高分辨率正射影像及大场景立体正射影像对，并结合开采沉陷预计下沉等值线，定性与定量分析矿山开发和矿业活动对土地资源、建(构)筑物、主要工程设施的影响与

2、破坏，以及矿山地质灾害的类型、规模、损失及危害等。实际工程应用结果表明：同现有的常规和卫星遥感监测技术相比，该方法减少了大量外业工作量且具有较高的精度和速度优势，从而为矿山地质环境的精细探测提供了一种可行的途径和实践参考。关键词：无人机；矿山地质灾害；立体正射影像对；立体判读【中图分类号】P231【文献标识码】A【文章编号】1009—2307(2014)06—0049—05小信息的高空间分辨率影像。引言近年来，无人机遥感以其在云下低空飞行的近年来，矿产资源的开发利用程度越来越高，能力，弥补了卫星光学遥感和普通航空摄影易受lJ环境普遍受到严重破坏，不但对环境造成严云层遮挡影响的缺陷，成为遥

3、感不可或缺的手段。亏染、破坏自然景观，而且还会诱发一些地质与传统卫星遥感和航空遥感相比，无人机遥感具以及次级地质灾害，这些严重阻碍了国民经有高时效、高分辨率、低成本、低损耗、低风险可持续发展。目前，矿山地质灾害探测多以及可重复等诸多优势，能够快速获取国土、资源、叶、调查分析等常规手段为主，调查精度较高，环境等空间要素，其应用领域也从早期的军事应亡作程序繁杂且成本较高。长期以来，多光谱用逐渐扩大到大地测量、灾害监测、气象监测、蠡器为人类对地观测计划提供了大量的遥感数资源调查等民用领域。其数据特征也逐渐从单一的地物光谱信息探本文基于无人机低空航摄获取的矿区高分辨率殳展为同时获取地物光谱信息和

4、高程信息，并正射影像及大场景立体正射影像对，定性与定量分茈了以光谱比值和主组分分析为核心的遥感色析矿山开发对土地资源的影响与破坏，矿山地质灾常提取方法协同工作模式，若辅以其他基础害的类型、规模、损失及危害，以及矿业活动对建贡地理数据，则能够定性或半定量地提取矿山(构)筑物、主要工程设施的影响与破坏等。殳和矿山环境信息。就各类矿山环境探测而言，致公开发表的基于地面实测数据和多光谱数据2无人机低空遥感系统的遥感统计模型普适性不强，难以推广应用。无人机低空遥感系统以无人飞行平台，机载七，要精确识别矿山开发和矿山环境监测目标，数码相机、数码摄录机等数字遥感设备进行拍摄含矿地层等基础资料外，更需要

5、能够反映矿和记录，通过遥感数据处理技术进行影像的分析干发基地各要素空问关系及矿山开采纹理等微处理，以实现对地面信息的实时调查与监测。一个完整的无人机遥感系统包括空中飞行与数据获作者简介：赵星涛(1981)，男，工程取模块和地面监控模块。其中空中飞行与数据获师，主要从事无人机影像数据处理及取模块的主要功能是控制无人机系统按照既定航应用方面的研究工作。线平稳飞行，并将飞行状态与数据传输地面，主Email：star302@l39．com要包括无人机飞行系统、遥感器系统、姿态控制系统以及数据传输系统；地面监控模块则是发送收稿日期：201311—25飞行状态调整和数据获取命令、接收数据并实时监控，

6、主要包括数据的接收与状态监控、地面控50测绘科学第39卷制命令模块]。影到数字高程模型上，获得x、、Zf坐标，再由共线方程求出对应的像点在左片上的坐标z，，3矿山地质灾害无人机低空遥感精用此影像断面数据制作正射影像(如图3a所示)；②细探测方法和流程由Xy平面上同样的方格网，沿斜平行投影方向将依国土资源部地质环境司2002年制定的《全格网点平行投影到数字高程表面，该投影方向平行国矿山地质环境调查技术要求实施细则》，以个体于XZ面，求出该投影线与DEM表面交点坐标，矿山为单元，在充分搜集矿山的自然地理背景、，；③将斜平行投影后的地表点坐标X，，区域地质环境条件、矿产资源及开发状况等资料按中

7、心投影方程式变到右方影像上去，得到一套的基础上，充分利用无人机低空航摄的技术优势，影像断面数据z，，由此可制成立体匹配片(如图开展矿山地质灾害精细3b所示)。由以上制作的正射影像和立体匹配片构探测工作，主要包括：成大场景立体正射影像对。它可以真实地再现地形野外像控解析空中影像匹配①矿山开发对土地资源点测量三角测量三维表面的三维信息，达到地形可视化的目的，通的影响与破坏；②矿山数字高程立体正射过立体观察设备可进行立体显示、浏览和量测，