基于光流法地形跟随的矿区复杂地形无人机摄影测量

受开采沉陷或地表资源剥离的影响，矿区地形一般较为复杂。传统摄影测量作业时根据矿区平均高程和测量精度要求，设计一个固定航高，按照该高度进行无人机影像采集。该方法因受地形起伏的影响，测区内摄影比例尺、影像重叠度、分辨率相差较大，导致测量精度不一致，甚至无法构成立体视觉条件，导致空三加密失败。为克服传统方法的不足，在分析地形起伏对测量精度影响的基础上，基于地形跟随技术，采用轻小型机器视觉模块，通过设计开发基于拓扑约束的快速光流估计算法，实时估计无人机相对地面的航高，并根据地形变化调整无人机飞行高度，实现实时地形跟随的矿区复杂地形摄影测量，从而保证在矿区复杂地形条件下摄影比例尺、影像重叠度、分辨率一致，满足精度均匀的摄影测量条件。研究表明：在矿区复杂地形条件下，能够达到1∶500大比例尺矿区地形图测绘精度要求，证明了该方法的有效性。     

免像控无人机摄影测量开采沉陷监测方法研究

针对常规全站仪等传统监测方法在矿区沉陷监测中存在的监测周期长、劳动强度大等问题,以山西 某矿区为例,利用免像控无人机摄影测量技术在短期内采集研究区 5 期影像数据,通过对内业数据处理成果密集 匹配点云进行滤波和插值处理得到每期的 DEM 数据,将两时段的 DEM 相减得到矿区地表沉陷盆地,并利用实测数 据对其进行验证。首先分析了监测期间动态沉陷盆地的发展过程,将全站仪实测与无人机沉陷 DEM 提取的下沉 曲线进行对比,计算均方根误差;其次分析了无人机监测的误差来源以及减小误差的方法;最后提取工作面主断面 数据进行多项式拟合,验证拟合后曲线最大下沉值的精度,讨论了开采工作面主断面方向的累计沉降特征,总结了 工作面开采沉陷规律。研究表明：时序无人机摄影测量沉陷数据与同时期的全站仪实测数据对比,平均均方根误 差为 150 mm,拟合曲线的最大下沉监测精度最优值与实测值相差仅 20 mm;随着工作面的推进,地表累计沉降值增 加,矿区沉降总体趋势体现出下沉盆地特征,并且沉陷盆地的发展过程符合开采沉陷规律;免像控无人机摄影测量 技术可以有效监测矿区开采地表沉陷,为无人机摄影测量在矿区开采沉陷监测中的推广应用提供了技术支撑。     

无人机激光扫描技术在矿区地形测量中的应用

针对石拉乌素厚风积沙覆盖下传统地形测量方式在沙漠中开展较为困难的问题,通过无人机激光扫描技术进行矿区地表地形测量,在进行一系列点云数据处理以及采用两种不同方式生成等高线后,通过精度评定验证了该技术能够测量得到高精度的地形测量成果,证明了无人机激光扫描技术在煤矿测绘生产等方面具有极高的应用与推广价值。     

露天矿山无人机倾斜摄影测量数据的准确性探究

以爆堆土方量计算为例,验证无人机航拍获得数据的准确性、高效性及采集方式的可行性。建模完成后取模型测量值与实际测量值进行比对,通过分析绝对误差和相对误差曲线确定了误差的大小及来源,在二维数据均较为准确的情况下,选取不同大小的方格网,获得的爆堆体积具有较大差异,进一步确定了体积误差来自模型边缘,属于模型误差;通过对10组数据的对比分析,确定了最佳网格尺寸：爆前为2 m左右,爆后为1.2 m左右。试验结果表明,无人机倾斜摄影能够快速而准确地获得爆堆形态信息并进行长度、面积、体积的精准计算,实现了效率高、成本低的工程需求,为露天矿复杂地形的工程测量提供了一种方便、快捷、高效的新方法。     

无人机倾斜摄影测量在城市测量中的应用

将无人机倾斜摄影测量应用于城市测量中,实践结果表明:该方法具有较强的时效性、精度高和成本低的优势,所获测量数据与全站仪测量结果基本一致,最终获得平面位置中误差为±0.16m和高程中误差为±0.13m的测量结果,说明本次测量精度完全满足城市调查的精度要求。     

无人机摄影测量技术在矿山建设中的应用

随着我国能源开采技术的蓬勃发展,矿井建设的标准越来越高,建设效率越来越快,运用无人机摄影测量技术可大大提高测绘效率和分辨率,有效缩短测绘周期,本文介绍了现阶段无人机倾斜测量技术在矿区大比例尺地形图的测绘应用,在复杂山区地形测绘中,无人机具有无可比拟的优势,且精度可靠。     

矿区原始地形对采煤沉陷区地形特征的影响分析

采煤塌陷地预测对于矿区土地复垦具有重要意义,是矿区损毁土地复垦工作的基础,对于确保土地复垦方案科学性、准确性及合理性起决定性作用。采煤塌陷地预测一般仅考虑开采计划和地质特点,未考虑矿区原始地形的影响,预测结果往往无法准确反映矿区地表沉陷情况。以我国东部某煤矿为研究对象,通过对矿区原始地形、采煤沉陷区DEM进行融合,获得考虑原始地形的采煤沉陷区,通过计算并提取坡度、地表起伏度、积水面积地形因子,分析矿区原始地形对采煤沉陷区地形特征的影响。研究表明:考虑矿区原始地形后的采煤沉陷区地形特征发生了明显变化,沉陷区地形坡度、地表起伏度明显增大,积水面积明显减少,采煤沉陷区损毁土地地形特征更加准确、真实。分析结果可为矿区开采沉陷预测和损毁土地复垦治理提供可靠依据。     

煤矿开采地表沉陷UAV-摄影测量监测技术研究

西部矿区开采地表沉陷大多呈变形速度快、损害程度深、波及范围广的特点,常规观测站已无法适应其高强度开采地表损害监测任务。如何快速、准确、全面地监测煤矿高强度大规模开采引起的地表沉陷与环境损害是矿山企业面临解决的一个关键问题。采用无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)摄影测量技术对西部高强度开采的矿区进行地表沉陷监测,给出了基本思路和方法,并以内蒙古鄂尔多斯某煤矿为例进行了应用研究,通过与水准对比评定了UAV摄影测量建立的数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)和沉陷盆地的精度。研究结果表明：UAV摄影测量技术获取的DEM精度为228 mm,沉陷盆地精度为81 mm,沉陷盆地精度为比DEM高程精度提高了64.5%;反演得到的下沉系数与水准求参结果相比,相对误差为1.4%;UAV摄影测量技术可以快速获得地表丰富的遥感影像数据,并可求出“面状”全盆地沉陷数据和可靠的沉陷参数,为矿区生态环境监测以及后续的生态修复和土地复垦提供支撑,研究成果可以为多数西部煤矿开采地表损害监测提供有效手段。     

基于无人机遥感的开采沉陷耕地质量评价及复垦建议

针对我国东部高潜水位矿区煤炭开采造成耕地减产绝收及生态破坏等问题,以东滩煤矿开采沉陷耕地玉米作物为例,利用无人机多光谱影像和田间同步实测数据,采用经验模型法建立了开采沉陷耕地玉米叶面积指数反演模型并进行了耕地质量评价。结果表明：引入红边波段的归一化植被指数（red-red edge normalized difference vegetation index,RRENDVI）构建的幂函数模型为最优模型,其R2=0.756,RMSE=1.125,模型具有较高的精度和可靠性。通过该模型对研究区玉米叶面积指数（leaf area index,LAI）进行反演,得到玉米LAI分布图。根据研究区玉米及当地正常生长玉米的LAI均值,并结合实际沉陷积水情况,构建了沉陷耕地质量评价规则,将开采沉陷耕地分为五等,根据各等级地块损毁程度分别提出了划方平整、挖深垫浅等复垦建议。分析结果对于小范围沉陷耕地损毁监测、耕地质量评价及复垦工作具有一定的参考价值。     

露天铁矿无人机光谱探测方法试验研究

露天采场矿体区域精准圈定对矿山采矿、配矿、生产规划等工作至关重要。传统的矿岩识别方法存在工 作量大、效率低、周期长等缺陷,已成为实现经济、合理、高效开采的瓶颈问题。随着现代信息技术、人工智能、大数据 等技术的不断涌现和快速发展,矿岩智能感知技术已成为现代智能矿山建设亟需突破的技术。以鞍钢集团下属哑巴 岭露天采场为研究区,航拍采集区内的无人机高光谱影像,应用混合像元分解技术,对露天采场中的矿岩识别与自动 提取方法进行了研究。结果表明：基于无人机高光谱技术的露天铁矿圈定技术可对铁矿体进行有效圈定,与现有的室 内化验圈定的矿体面积相比,二者相差为8.10%,达到了较好的效果,且该方法具有智能化、成本低、效率高的优点,未 来具有可代替传统矿岩调查方法的潜力,为露天矿采场矿岩自动识别与智能感知提供了新的方法。     

测绘新技术在煤堆测量中的应用

煤堆测量是矿山测量的重要组成部分,是指导煤矿生产和规划的一项重要工作。在矿山测量工作中,测绘技术扮演着非常重要的角色,随着高新技术和信息技术在测绘技术领域的应用,测绘新技术应运而生。本文从测绘新技术的内涵出发,探讨了其在煤堆测量中的应用,并以王庄煤矿北煤堆为例,探讨了测绘新技术应用于煤堆测量工作的具体实施方法。     

遥控无人飞艇数字化航空摄影系统的性能和特点

介绍遥控无人飞艇数字化航空摄影系统的组成、性能指标和技术特点,并对遥控无人飞艇数字化航空摄影系统的应用前景进行展望。     

复杂地形下缓倾斜磷矿床条带充填分区协同开采技术

如何实现复杂地形下缓倾斜矿体安全高效开采是目前亟待解决的关键问题。以宜昌某磷矿为工程背景,根据地应力不均匀分布特征构建分区采场结构,基于"协同开采"理念,提出了与其相适应的条带充填分区协同开采技术,实现了同一盘区回采与充填协同作业。运用物理相似模拟试验方法,研究了分区协同回采过程中顶板及围岩矿柱的受力变形特征及其变化规律,探讨了分区充填过程中采场矿柱的承载机制。结果表明:采区之间相互干扰程度较弱,围岩应力转移程度受埋深和开采步骤的影响较大;随着开采与充填的协同进行,不同采区条带上方顶板受拉与受压交错性分布;分区协同回采过程中,围岩及充填体矿柱并未发生明显破坏,其中一步骤充填体和围岩矿柱是采场内的主要承载体,二步骤充填体的承载作用相对较弱;盘区矿柱之间及隔离间柱发生了非对称性变形。为了进一步降低充填成本,在原有协同充填模式的基础上适当降低二步骤充填体的力学强度,并通过数值模拟方法验证了优化后采场充填模式的可行性。条带充填分区协同开采技术有助于实现复杂地形下缓倾斜矿床安全、高效、经济开采。     

无人飞艇数码航测在矿区地形测量中的应用研究

无人飞艇作为航空摄影测量的一种摄影平台,具有灵活性、安全性、成本低廉、影像分辨率高等优点.文中采用理论与实验相结合的方法,对矿区中的大面积水域、麦地等无明显标志物区域的像控点的设置、图像色彩的调配、最佳航高的确定以及矿区中的建筑物在中心投影条件下产生的伪正射的问题进行研究,提出了可行性方法.     

消费级无人机采煤沉陷地地形数据采集飞行方案优选

采煤沉陷地地形数据是损毁评价、土地复垦的基础。本文以山东省邱集煤矿采煤沉陷地为研究区,设计了12种飞行方案,通过分析平面精度、高程精度、时间成本等因素,探究将消费级无人机应用于采煤沉陷地地形数据采集的最佳飞行方案。研究表明:增加控制点的个数和像片重叠度可以有效提高消费级无人机航测影像的精度,但当重叠度增大到一定程度时,精度提高的幅度趋于稳定;12种飞行方案获得地形图的平面精度均满足1∶500的精度要求,高程精度满足1∶1 000的精度要求,其中布设9个像控点、重叠度为9070或9080时高程精度最高;在120m的航高下,布设9个像控点,将重叠度设置为9070时航测摄影像精度最高;当飞行面积较大时,考虑时间成本,重叠度设置为8070性价比较优。     

基于数据分析的无人化工作面生产模式研究

以黄陵一号煤矿802综采无人化工作面历史数据为样本,分别从跟机作业效率和人工干预操作2个方面进行了统计分析,着重分析跟机自动化作业的生产效果,总结出工作面自动化生产效率不足的主要环节和人工干预的常见操作。依据数据分析结果,在无人化工作面生产模式方面给出合理建议,使无人化技术达到减人、提效的目的。     

甘肃文县阳山矿区复杂地层用冲洗液研究

介绍了甘肃文县阳山矿区泡沫冲洗液和HJ-YS系列冲洗液的研制与应用。以42线ZK706孔和51线ZK3002、ZK3016、ZKN3084、ZK0204钻孔为例,首先介绍了泡沫冲洗液在孔壁失稳地层的应用效果;其次介绍了低固相植物胶HJ-YS系列冲洗液对破碎强烈、多溶洞、易漏失、水敏性强、采心困难的复杂地层所具有的良好的润滑减阻和护壁堵漏效果。