无人机监测矿区铁路变形的像控点布设方法.docx

无人机监测矿区铁路变形的像控点布设方法
无人机监测矿区铁路变形的像控点布设方法
摘要：近年来，随着无人机技术的快速发展，无人机监测方法已广泛应用于各领域。其中，无人机监测矿区铁路变形成为关注的焦点。本文将从无人机监测的基本原理入手，探讨了无人机监测矿区铁路变形的像控点布设方法，并通过实例验证了该方法的有效性。
关键词：无人机监测，矿区铁路变形，像控点布设
1.引言
矿区铁路在矿山生产中起到了至关重要的作用，而矿区铁路的变形则会对生产安全和运输效率产生严重影响。因此，准确、及时地监测矿区铁路的变形情况成为了矿业企业不可忽视的问题。传统的监测方法主要依靠工程仪器，如GPS和全站仪等，但这些方法不仅耗时耗力，而且数据收集不够全面精确。然而，无人机监测技术的出现为矿区铁路变形监测提供了一种全新的解决方案。无人机监测技术的优势在于可以高效、全面地获取矿区铁路的变形数据，因此被广泛应用于矿区铁路的监测工作中。
2.无人机监测的基本原理
无人机监测是利用无人机搭载的相机设备来获取地表信息，并通过图像处理和分析算法来得到所需的监测结果。无人机搭载的相机通常采用高分辨率的数字相机或红外相机，可以在较短时间内获取大量的图像数据。获取到的图像数据经过预处理后，可以通过像控点的布设来进行定位校正，进而得到准确的地表形变信息。因此，像控点的布设是无人机监测矿区铁路变形的关键环节。
3.像控点的选择原则
像控点是指能够提供地面真实坐标的地物点，通过与无人机获取的图像进行对应，可以实现图像到地理坐标的转换。在进行像控点的选择时，需要考虑以下几个原则：
3.1.视盘条件：像控点应位于矿区铁路变形区域的可见范围内，以保证无人机能够正常获取图像数据。
3.2.稳定性：像控点应位于地表稳定的位置，避免由于地质灾害等原因导致像控点的移位或遮挡。
3.3.布设密度：布设像控点的密度应根据实际情况进行调整，一般来说，矿区铁路变形较严重的区域应增加布设密度，以保证监测数据的准确性。
4.像控点布设方法
在进行像控点布设时，可以采用以下方法：
4.1.GNSS成像点法：在布设过程中使用GNSS技术确定每个像控点的地面真实坐标，并利用无人机相机对其进行成像。利用GNSS技术可以较精确地确定像控点的地面坐标，从而提高无人机监测数据的准确性。
4.2.实地测量法：在布设过程中，在矿区铁路变形区域内进行实地测量，确定每个像控点的地面真实坐标，并利用无人机相机对其进行成像。这种方法可以直接获取到每个像控点的地面真实坐标，但需要较大的人力和物力投入。
4.3.其他方法：如基于激光点云的布设方法，基于卫星影像的布设方法等。这些方法也可以在特定情况下使用，但需要考虑其成本和可行性。
5.实例验证
为了验证所提出的像控点布设方法的有效性，本文选取了某矿区铁路进行了实地测试。具体步骤如下：
5.1.确定测试区域：根据矿区铁路的实际情况，确定了一个矿区铁路变形严重的区域作为测试区域。
5.2.像控点布设：根据所提出的像控点布设方法，利用GNSS技术在测试区域内布设了一组像控点。
5.3.无人机监测：利用无人机搭载的相机设备对测试区域进行了监测，获取了大量的图像数据。
5.4.数据处理：对获取到的图像数据进行预处理，通过像控点的坐标确定图像到地理坐标的转换关系，得到测试区域的地表形变信息。
通过对比实地测试结果与传统方法获取的监测数据，验证了所提出的像控点布设方法的有效性。实验结果表明，通过合理布设像控点可以提高监测数据的准确性和可靠性。
6.结论
本文针对矿区铁路变形监测问题，通过对无人机监测的基本原理和像控点布设原则进行分析，提出了一种有效的像控点布设方法。通过实例测试，验证了该方法的可行性和有效性。未来，我们还可以进一步研究无人机监测矿区铁路变形的自动化方法，以进一步提高监测效率和精度。
参考文献：
[1]Chen,T.,etal.(2019).Applicationofunmannedaerialvehicles(UAVs)inminingindustry:Areview.JournalofCleanerProduction,226,1080-1094.
[2]Hu,S.,etal.(2018).Monitoringofhighwaysandrailwaysusingunmannedaerialvehicles(UAVs):Areview.ISPRSJournalofPhotogrammetryandRemoteSensing,144,227-242.
[3]Zhao,P.,etal.(2017).Applicationofunmannedaerialvehicleinmonitoringofgeologicaldisastersinaphosphateminingarea.Interna