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摘要:随着经济持续快速增长,我国对资源需求越来越大,现有资源已经无法满足需要,迫切需要寻找新的矿产资源。为了增强矿产勘探的性能,飞机必须能够长途低空飞行,并能够携带具有进行存储和传输信息能力的科学设备,携带有很大的有效载荷。而无人机作为一种成本低、操作灵活、无人员伤亡危险的空中移动探测平台,正好满足高效率资源勘查的需要。本文详细介绍了利用无人机技术在进行地球资源探测的应用现状,并对无人机在山区资源型城市的矿产探测中的优缺点和存在的问题进行了讨论。
一、引言
随着经济持续快速发展,我国现有资源已经很难满足经济建设发展的需求,所以迫切需要寻找新的矿产资源。然而,我国地域辽阔,地质条件复杂,很多有用的矿产资源大多分布在人迹罕至的山区、峡谷等区域。由于山区地形复杂,交通不便,甚至没有交通,导致地面物探工作往往很难开展。
无人驾驶飞机简称“无人机”(“UAV”),是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机的应用是多方面的,可以在航拍,可以在快递寄送。无人机可实现高分辨率影像的采集,在弥补卫星遥感经常因云层遮挡获取不到影像缺点的同时,解决了传统卫星遥感重访周期过长,应急不及时等问题。
二、无人机特点及应用
缺少飞行平台是目前我国进行复杂地形条件下物探数据获取的主要瓶颈之一,而无人机技术的众多特点,正好可以满足这些需求。
无人机具有的优点包括体积小、重量轻、可以在复杂地形起飞(发射)和着陆(回收);可以搭载多种任务载荷在空中长时间飞行,可以执行繁琐的、重复性很高的飞行任务;可以在非常危险的环境下飞行;最重要的是不会造成人员的损失。正是由于无人机具有的这些优点,所以目前无人机广泛应用于自然灾害预防与处理、农业资源监测、林业资源监测、科学观测、公安边防、海事、石油、电力等领域。
三、典型资源型山区城市——攀枝花市介绍
攀枝花,四川省地级市,地处中国西南川滇结合部。攀枝花是中国钒钛之都。钛、钒、石墨储量分别位居世界第一、世界第三和全国第三,成为国内规模最大钒钛产品及含钒钛钢铁生产基地,全域纳入攀西战略资源创新开发试验区,正加快建设世界级钒钛产业基地。
攀枝花市地处攀西裂谷中南段,属浸蚀、剥蚀中山丘陵、山原峡谷地貌,山高谷深、盆地交错分布,地势由西北向东南倾斜,山脉走向近于南北,是大雪山的南延部分。地貌类型复杂多样,可分为平坝、台地、高丘陵、低中山、中山和山原6类,以低中山和中山为主,占全市面积的88.38%。市域最高海拔4195.5米,最低海拔937米。
四、无人机在资源勘探中的应用
飞机在采矿业中的主要用途是勘探,利用它可以绘制出广阔的地质地形和探查赋存的矿产资源。这种任务性质使得无人机与生俱来的特性得到充分发挥。无人飞机在飞行时间上占很大优势,而且夜间能更好地完成飞行任务。无人机另一个显著特征是对环境污染相对低,因为无人机用更少的材料制作,用更少的燃料飞行,更容易在任务结束对它回收。
无人机最适合执行中高空、长航时任务。为了完成地质勘查,无人机最通常装备磁力计,测量地下由矿石引起磁场的变化来勘查矿产,如铁矿石造成地面磁场的变化。磁力计传感器的勘测数据可以存储在飞机上或发送到地面控制站。这种技术不只是在矿产勘探有用。该技术还在进行惯性稳定选配红外线电标记、激光测距仪、光学、长波红和红外摄像机浪潮中,并且发展高品质的影像在地形测绘和地调查中应用。无人机也可以利用光探测仪绘制高分辨率地形图,使用光学遥感技术生成极其精确的地形地貌。
在国内,无人机在地球物理探测方面的应用起步较晚,仍处于研发阶段,与国际水平相比差距很大。随着国家对能源战略的重视,做好自有能源的勘查和能源储备被提上议事日程。所以,我国正在不断加大力度支持无人机技术在资源探测方面的应用,并取得了较大的进展。
五、无人机实际应用中的障碍与前景
近年来,国际航空物探飞行平台已有从传统的有人机向无人机发展的趋势。同时,航空物探测量设备的性能是否达到工作要求,也是限制无人机应用于地球物理探测的一个重要因素。如果探测设备的性能参数达标,那么无人机在地球物理探测上的应用,将具有非常广阔的应用前景。
最大的障碍是无人驾驶飞船缺乏监管规则和必要标准的日常商业飞行任务,使无人机无法在民用空域范围内飞行。无人机设计的简单性和相对较低的成本,致使无人机以截然不同的方式涌进空中。并非每架无人机都是建立在严格的安全水平,而无人机的操作者往往也是未受过飞行训练的人,这些都是严重的问题。
在采矿业中无人机的广泛应用一直进展缓慢,不是因为技术不足,而是因为缺乏一个公认的标准和规范。像这样应用问题不仅出现在采矿领域,同时也出现在其它行业。在矿业方面令人可喜的是,矿业勘探往往是在限制以外的空域进行,这可以鼓励在偏远的地区使用无人机。等到安全共识达成之后,无人机的应用将更加广泛,相信这一天不会太遥远。不过目前无人机数量还是比较稀少的,但只要有足够的技术和官方许可,采矿业就有机会使用无人机安全快速地飞越广阔地域,挖掘出解决空探问题的宝石。
参考文献:
[1]无人机在地球物理探测中的应用于显利《中国矿业》.2014
[2]无人机航空摄影测量技术在矿区地形測量中的应用与探讨张守魁 《资源信息与工程》.2017
[3]基于无人机的露天矿区测绘研究 李敬唐《资源信息与工程》.2016
[4]基于无人机的矿区变化监测关键技术研究刘广盛《测绘通报》.2016
[5]无人机摄影测量用于大比例尺金属矿区测绘的实践探讨王刚《世界有色金属》.2017
一、引言
随着经济持续快速发展,我国现有资源已经很难满足经济建设发展的需求,所以迫切需要寻找新的矿产资源。然而,我国地域辽阔,地质条件复杂,很多有用的矿产资源大多分布在人迹罕至的山区、峡谷等区域。由于山区地形复杂,交通不便,甚至没有交通,导致地面物探工作往往很难开展。
无人驾驶飞机简称“无人机”(“UAV”),是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机的应用是多方面的,可以在航拍,可以在快递寄送。无人机可实现高分辨率影像的采集,在弥补卫星遥感经常因云层遮挡获取不到影像缺点的同时,解决了传统卫星遥感重访周期过长,应急不及时等问题。
二、无人机特点及应用
缺少飞行平台是目前我国进行复杂地形条件下物探数据获取的主要瓶颈之一,而无人机技术的众多特点,正好可以满足这些需求。
无人机具有的优点包括体积小、重量轻、可以在复杂地形起飞(发射)和着陆(回收);可以搭载多种任务载荷在空中长时间飞行,可以执行繁琐的、重复性很高的飞行任务;可以在非常危险的环境下飞行;最重要的是不会造成人员的损失。正是由于无人机具有的这些优点,所以目前无人机广泛应用于自然灾害预防与处理、农业资源监测、林业资源监测、科学观测、公安边防、海事、石油、电力等领域。
三、典型资源型山区城市——攀枝花市介绍
攀枝花,四川省地级市,地处中国西南川滇结合部。攀枝花是中国钒钛之都。钛、钒、石墨储量分别位居世界第一、世界第三和全国第三,成为国内规模最大钒钛产品及含钒钛钢铁生产基地,全域纳入攀西战略资源创新开发试验区,正加快建设世界级钒钛产业基地。
攀枝花市地处攀西裂谷中南段,属浸蚀、剥蚀中山丘陵、山原峡谷地貌,山高谷深、盆地交错分布,地势由西北向东南倾斜,山脉走向近于南北,是大雪山的南延部分。地貌类型复杂多样,可分为平坝、台地、高丘陵、低中山、中山和山原6类,以低中山和中山为主,占全市面积的88.38%。市域最高海拔4195.5米,最低海拔937米。
四、无人机在资源勘探中的应用
飞机在采矿业中的主要用途是勘探,利用它可以绘制出广阔的地质地形和探查赋存的矿产资源。这种任务性质使得无人机与生俱来的特性得到充分发挥。无人飞机在飞行时间上占很大优势,而且夜间能更好地完成飞行任务。无人机另一个显著特征是对环境污染相对低,因为无人机用更少的材料制作,用更少的燃料飞行,更容易在任务结束对它回收。
无人机最适合执行中高空、长航时任务。为了完成地质勘查,无人机最通常装备磁力计,测量地下由矿石引起磁场的变化来勘查矿产,如铁矿石造成地面磁场的变化。磁力计传感器的勘测数据可以存储在飞机上或发送到地面控制站。这种技术不只是在矿产勘探有用。该技术还在进行惯性稳定选配红外线电标记、激光测距仪、光学、长波红和红外摄像机浪潮中,并且发展高品质的影像在地形测绘和地调查中应用。无人机也可以利用光探测仪绘制高分辨率地形图,使用光学遥感技术生成极其精确的地形地貌。
在国内,无人机在地球物理探测方面的应用起步较晚,仍处于研发阶段,与国际水平相比差距很大。随着国家对能源战略的重视,做好自有能源的勘查和能源储备被提上议事日程。所以,我国正在不断加大力度支持无人机技术在资源探测方面的应用,并取得了较大的进展。
五、无人机实际应用中的障碍与前景
近年来,国际航空物探飞行平台已有从传统的有人机向无人机发展的趋势。同时,航空物探测量设备的性能是否达到工作要求,也是限制无人机应用于地球物理探测的一个重要因素。如果探测设备的性能参数达标,那么无人机在地球物理探测上的应用,将具有非常广阔的应用前景。
最大的障碍是无人驾驶飞船缺乏监管规则和必要标准的日常商业飞行任务,使无人机无法在民用空域范围内飞行。无人机设计的简单性和相对较低的成本,致使无人机以截然不同的方式涌进空中。并非每架无人机都是建立在严格的安全水平,而无人机的操作者往往也是未受过飞行训练的人,这些都是严重的问题。
在采矿业中无人机的广泛应用一直进展缓慢,不是因为技术不足,而是因为缺乏一个公认的标准和规范。像这样应用问题不仅出现在采矿领域,同时也出现在其它行业。在矿业方面令人可喜的是,矿业勘探往往是在限制以外的空域进行,这可以鼓励在偏远的地区使用无人机。等到安全共识达成之后,无人机的应用将更加广泛,相信这一天不会太遥远。不过目前无人机数量还是比较稀少的,但只要有足够的技术和官方许可,采矿业就有机会使用无人机安全快速地飞越广阔地域,挖掘出解决空探问题的宝石。
参考文献:
[1]无人机在地球物理探测中的应用于显利《中国矿业》.2014
[2]无人机航空摄影测量技术在矿区地形測量中的应用与探讨张守魁 《资源信息与工程》.2017
[3]基于无人机的露天矿区测绘研究 李敬唐《资源信息与工程》.2016
[4]基于无人机的矿区变化监测关键技术研究刘广盛《测绘通报》.2016
[5]无人机摄影测量用于大比例尺金属矿区测绘的实践探讨王刚《世界有色金属》.2017