摘要：

随着无人机及通讯技术的迅速发展，低空无人机航测技术在测量工作中的应用越来越广泛。本文以河北秦皇岛市某地露天矿山污染综合治理生产任务为例，简单介绍项目概况以及利用飞马无人机航测技术进行地形测量的工作方法。

关键词：

测绘；无人机航测；矿山恢复治理；

01    项目背景

1.1 任务由来

为贯彻落实党的十九大精神，加快生态文明建设，持续推进全省露天矿山污染综合整治工作，以决胜姿态打赢蓝天保卫战，根据河北省大气污染防治工作领导小组办公室《关于印发<河北省露天矿山污染深度整治专项行动实施方案>的通知》（冀气领办［2016］24号）和秦皇岛市大气污染防治领导小组办公室《关于印发<秦皇岛市露天矿山污染深度整治专项行动实施方案>的通知》（秦气防领办〔2016〕28号），秦皇岛某县强力推进露天矿山治理，实施露天矿山污染持续整治作战计划。

1.2 项目的必要性

1、治理区属于已经闭坑的责任主体灭失矿山，其治理区位置及矿山性质符合国土资源部“矿山复绿”行动方案的通知精神和对“三区两线”周边突出矿山环境问题整治任务范畴。

2、治理区为露天开采，对地貌景观和土地资源的破坏严重，岩石直接裸露于地表且风化严重，表层已风化成土状，春秋干旱季节，扬尘四起，已经构成沙尘暴及雾霾物质来源，对大气构成了严重的污染，急待进行“矿山复绿”治理。

3、治理区千疮百孔的地形地貌与闻名的渤海明珠-秦皇岛旅游城市极不协调，对该区进行“矿山复绿”治理，改变生态环境也是当地百姓的迫切愿望。

鉴于此，进一步提升秦皇岛市文明城市形象，查明这些矿山对地质环境的影响及产生的环境和生态破坏情况，消除地质灾害隐患，营造和谐的自然景观，改善生态环境，是创建秦皇岛文明城市和县经济建设的迫切要求。因此，开展矿山地质环境恢复治理迫在眉睫，不仅是必要的，也是政府面临的非常紧迫的任务。

1.3 项目的意义

通过项目实施，使已经遭受破坏的矿山地质环境得到治理，潜在的地质灾害隐患得到有效控制，渣土、废渣得到合理堆放和利用，矿区地形地貌景观得到美化，矿山生态环境得到修复和改善，对减少扬尘污染、改善环境空气质量、改善“三区两线”周边生态环境，促进当地经济可持续发展意义重大。

综上所述，该项目在获得国家专项资金的支持下，在技术上，经济上是完全可行的，能够实现预期目的的，该项目社会、经济及环境效益重大。

1.4 项目概况

依据《河北省自然资源厅关于下达2020年度责任主体灭失矿山迹地综合治理任务的通知》要求，结合《秦皇岛市2020年责任主体灭失矿山迹地综合治理任务汇总表》，该县自然资源和规划局对30处矿山迹地进行工程治理，项目区整治前现状如下：

图1  矿山现状照片

02    技术路线

2.1 测量工作内容

（1）测量收集分析与项目有关的的地形地貌、地层岩性、地质构造等资料，掌握项目区自然地理及区域地质环境条件；

（2）通过地形测量、地面调查查明矿山活动引起的矿山地质环境问题、危害，并对发展趋势做出评价；查明掌子面、渣堆、采坑、开采台阶及平台、浮渣、孤石、残山等分布位置、规模以及对地表植被、土地资源、地貌景观占压破坏程度；查明可能存在危岩（石）体、不稳定斜坡等可能形成的次生灾害，并评价其稳定性；编制治理工程设计所需要的平面图、剖面图等相关图件；

（3）调查项目区的水电、施工道路、作业场地、工程占地等施工条件。

2.2 工作难度分析

2.2.1 工期难度分析

本项目工期紧，工艺以及实施质量要求高，如何确保在最合理的时间内实现本项目的工作目标，保证工期将是本工程的实施难点，改进测量施工方法，合理安排人员分组分区实施是保证工期的最佳途径。

2.2.2 质量难度分析

由于项目区地形较复杂，测量工作可能发生误差，给设计工作带来无法逆转的损失，据现场实际情况做适当调整，做好测量工作是工程勘查设计的质量控制的重点。

2.2.3 项目实施难度分析

项目区均为废弃矿山，多年荒废，大部分区域杂草丛生，尾矿坑和矿洞现状不明，施工存在安全隐患。

根据以上分析，选择一种工作周期短，质量可靠、安全性高的工作方法尤其重要，将直接影响项目的总周期。

2.3 测量方法选定

本项目测量工作主要工作内容为地形地物等现状测量，最终提供可供利用的地形图，为设计部门提供基础数据。时间紧，任务重，怎样快速安全的获取项目地形资料？通过国土和测绘等部门查询，目前项目区大部分无相关资料，或部分资料年代久远，现势性不强。直接拿来主义行不通。利用传统方法全野外数据采集，项目区十几平方公里的范围，得需要大量的人力物力，且现状地物容易丢漏，项目实施人员安全风险也很高。

通过对比综合考虑，唯一可利用的方法就是采用无人机航空摄影测量。方便，高效，安全性高，质量有保障。

03    项目作业流程

3.1确定测区范围

本次测量范围为30处废弃矿山的现状测量，包括露天尾矿渣堆以及采坑等，各矿山分布较分散。工作范围根据业主已有坐标导入飞马无人机管家系统中。

图2

3.2 现场实地勘查

现场实地勘查主要是详细了解测区内的交通情况、测区观测条件、确定起落位置、观测地物、海拔高度、地形、植被等。

3.3 航线设计

根据前期勘查的测区情况，规划设计空中航线，包括路线方向，飞行高度等等。本次测量设计比例尺为1：500，设计航线航向重叠率80%，旁向重叠率65%-70%，飞行相对平均高度为150米，在保证飞行安全的前提下，尽可能高精度的对现状进行航空摄影测量。

图3

图4

图5

3.4 像控点布设与施测

采用无人机进行航摄时经常需要做像控点，像控点的精度和数量直接影响到航测数据后处理的精度，所以像控点的布设和选择应当规范、严格、精确。一般外业像控点可根据需要选择油性喷漆进行喷涂，喷漆颜色应根据测区情况具体选定，以选用色彩反差大的颜色为好，做完像控点拍2-4张不同角度的照片，最好有参照物，以便内业处理找点方便。

图6

图7

3.5 无人机外业航测

像控点布设完成后，根据天气情况，及时进行外业航测工作。航测采用飞马无人机管家“智飞行”模块，作业流程：飞机组装-基站架设-起飞检查调试-飞行监控-飞行完毕数据下载检查。作业过程严格按照规程进行操作。

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图11

3.6 航测数据内业处理

航测数据处理主要使用飞马无人机管家“智理图、智拼图”两个模块，作业流程如下：

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图16

通过无人机管家数据处理后，最终生成DOM和DEM数据成果。

3.7 地形图绘制

地形图绘制利用全数字化立体测图设备及软件进行地物、地貌全要素数据采集，经外业调绘、补测，由内业使用专业制图软件进行数据编辑等工作，获取1:500地形图，最终成果如下：

图17

04    项目特点及优势总结

本项目是省市为贯彻落实党的十九大精神，加快生态文明建设，持续推进全省露天矿山污染综合整治工作，以决胜姿态打赢蓝天保卫战背景下实施的，时间紧、任务重，勘察、设计、施工任何一环出错或延期将产生一系列不良后果。如何高效完成上级下达的任务是摆在各级政府面前的一道必答题。

本项目前期勘察通过采用无人机航测技术，优势得到集中体现,具体如下：

1、测量时间短，效率高。本项目如采用传统测量方法，投入一个小组测量整个项目工地至少需3个月以上；本次采用无人机航测技术后，共投入一个测量小组，外业航测加航测数据处理共用时15天，大大节省了时间成本，为后续设计和施工争取了时间空间。

2、人员投入少，测量成本显著下降。本项目如采用传统测量方法，势必投入大量人力物力，成本非常大；采用无人机航测技术后，只投入了一个测量小组一辆车，剩余的人员积极投入到内业处理绘图中，大大节省了人力物力财力。

3、测绘现状地物全面，质量有保障。本项目如采用传统测量方法，因自然地貌以及视力条件等原因势必有的区域人员到达不了，测不到绘不准；采用无人机航测技术后，将整个矿山实景整合到一张影像图上，现状一目了然，可浏览可编辑，避免了地物错漏丢漏。

4、人员不必逢测必到，安全性显著提高。本项目如采用传统测量方法，人员走到哪测到哪，逢测必到，测区都是多年废弃矿山，矿坑矿井不明，人员行走有潜在风险。采用无人机航测技术后，测量小组只需要找项目区较平坦的可供无人机起降的区域，飞机一上一落，外业测量完成，安全性显著提高。

5、成果影像可供其他部门重复使用。设计部门可通过影像图直接查看矿山实景现状，大大节省了现场踏查的人员和时间成本；国土等政府部门可通过影像图直接查看矿山实景现状，为科学决策研判提供基础保障。

综上，本项目测量工作通过采用无人机航测技术，节省了时间、降低了成本、保证了成果质量、保障了人员安全，为项目的顺利实施做出了积极贡献，也为本公司、相关单位实施露天矿山污染综合治理、环境治理等类似项目提供了很好的借鉴经验。

END

文章来源：《飞马机器人》https://mp.weixin.qq.com/s/PLzaCtV55mi1XllUwNJBOg