浅谈无人机在蒙古国石油物探测量中的应用
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浅谈无人机在蒙古国石油物探测量中的应用
摘要：自上世纪80年代以来，无人机测绘系统成为世界各国竞相研究的热点课题。
随着计算机技术、通讯技术的发展，无人机的性能也快速增强，应用范围和应用领域迅速拓展，为适应越来越先进的石油物探采集新技术，石油物探测量也必须要顺应科技的发展步伐，才能为高效快速的物探资料采集工作提供可靠的数据，本文结合物探测绘项目对无人机测绘进行了详细的探讨。
关键词：无人机石油物探测量应用
一、问题的提出
蒙古国GOVI-ALTAY省位于蒙古国西部，处在阿尔泰山脉东部，西南与科布多、北面与扎布汗、东面与巴彦洪格尔省相连，南部与我国接壤。
该区为山地夹杂戈壁，地形起伏较大，石油勘探测线多数需要穿越高大的山脉和深切的沟谷。
作业区域面积广阔，具有一定的油藏形成条件，但是地理环境复杂，为了对整个工区进行详尽的了解，通过基本GPS导航沿测线进行踏勘，但是效果并不理想加之由于该国没有可以借用的高分辨率的该区卫星图像或遥感影像图，使得测量生产困难重重，加之人力、物力及财力等方面的限制，在物探测量开工之前或施工过程中急切需要较为详尽的地形地貌图件，以指导生产，提高生产效率。
在权衡生产效率与成本方面、安全保障等问题后，项目组果断提出与蒙古国合作方“KHET”启用低空无人机，以协助测量乃至后期的资料采集工作，以提高精细勘探效率。
二、无人机的应用
低空遥感技术是近年来在遥感技术基础上迅速发展起来的地理信息数据快速获取技术，该技术利用无人飞机平台搭载航空数码相机进行航空摄影，采用imu/gps技术进行自动导航，在1000米以下进行低空作业，具有机动灵活、高效快速、精细准确、可云下摄影等特点。
1.数据获取
本作业区域航空摄影由中方负责从国内采用招标模式进行选择，所用设备及主要的操作人员由服务方提供，我方主要负责测量技术方及协调工作。
采用UP20无人机搭载PHASE ONE相机进行航拍，航拍时间历时10天，采用45.4mm镜头，平均相对航高为500m，比例尺为1：10000，成图比例1：1000。
2.数据获取
野外采集的数据经过畸变校正、格式转换等预处理工作之后，共获有效航片
3018张，像幅：8123像素×5710像素，平均分辨率为0.2m。
影像色彩均匀、清晰，颜色饱和，有云影的11张，占0.55%，无划痕，反差适中，达到了物探测量施工要求和先前预想。
3.基础控制测量
本次控制测量采用GPS静态观测，共收集到已知控制点8个，由于本国控制网均有前苏联协助完成，时间较早且破坏严重，部分点精度不够且资料残缺不全，最终选用3个能够信任的点作为全区的已知控制点，发展基础控制点10个，控制网精度达到物探测量I级网要求。
4.像片校正点测量
本次共部署测线24条，施工面积为2350km2为提高平面及高程测量精度，在测线两头及交叉点附近增加了多个验证点，以GPS静态观测方式进行观测并纳入控制网进行平差处理，以验证无人机采集数据的准确性，通过检验统计结果（由于涉及部分保密数据，平面坐标数字被屏蔽）可以看出：两者较差不大，在只是提供指导性的前提条件下，无人机采取的数据可靠。
三、数据整理
在野外采集完成之后，将所有数据下载并结合施工要求进行处理，包括图形编辑及地形图。
在作业平台比例尺设置、线型、符号库等地形图要因设置正确后，将采集的图形数据转换为CAD数据，通过图形编辑软件将重要的地形地物标注于图形之上，以供后续施工参考。
由于是采用立体采集数据生产成的网格间距为0.5m×0.5m的DEM，精度取决于地形图，再者采用的是内插的方式生成DEM，精度会在一定程度上降低一些，因此在施工时不采用航拍生成的DEM数据，而是通过比对Global Mapper 下载的STRM数据，进一步判读测区的地形，以指导生产。
四、处理结果的应用
在经过了效率与成本分析、前期准备、野外数据采集、数据预处理、数据精处理及绘制成果图件等过程后，获得了本施工区清晰而详尽的航拍图片，并在后续的生产中得到应用。
1.测量工序
测量项目组在拿到成果数据及图件后，将所有的测线展布于图上，从而直观、准确的判读布设于高切的深谷或者是难以攀爬的高山等不利地形的物理点坐标，提前做出物理点偏移设计并及时报告甲方监督，在得到监督的认同后进行物理点的实际放样工作。
进而每条测线按照2%的比例指定物理点进行校正，以验证无人机采集数据的准确性。
在每条测线放样前，野外作业小组拿到图件后根据地形地貌可以合理的安排作业小组的数量、作业方式等，并且能够指定详细的测量施工计划，使得有限的人员、设备资源得到合理的利用，从而保证施工的效率和作业人员、设备安全。
放样过程中绘制测量草图，将各种诸如沟谷、斜坡、平坦地等地形地貌详细的记录下来并落实到每个物理点，判读激发点是采用可控震源激发还是井炮激发并记录在测量草图上，通过室内整理后上交震源组、钻井班。
2.HSE保障
为保证项目能够安全、顺利并到达优质高效的目的，HSE管理工作贯穿于整个物探采集过程。
在拿到测量获得的第一手资料后，HSE管理人员根据测区地形地貌提前编制HSE保障计划、HSE保障方式及方法、HSE作业应急预案等，确保所有工作先于后续其他班组生产。
根据地形，HSE管理人员能够调配各种HSE保障设备如车辆的调配、通讯站点的架设位置、后勤保障点的分布等，确保HSE管理无死角。
本项目共设通讯站点8个，后勤保障点8个，识别出多项安全风险并制订了相应的应急预案及处理措施，极大地提高了HSE保障工作，确保了项目的顺利进行。
3.放线检波、激发工序
放线班拿到经过整理的测线草图后，根据实际地形，提前指定放线检波计划，安排车辆、人员调动等。
在车辆能够通行的地段可以节省下有限的人力资源投入到难以行进的沟谷、山地等地形，节约了成本的同时提高生产效率。
激发组在得到测量组整理后的数据及图件后，介于正确的激发方式可以提高资料品质，可以准确的划分震源激发、钻井激发点位的分布地段，对于设备的调配和人员安排做到心里有数，提高生产效率并保证资料能够达到甲方的需求。
五、认识与建议
无人机测绘系统和航空遥感是现代化测绘装备体系的重要组成部分，是测绘服务石油勘探与开发的重要设施，也是国家提高整体测绘能力及服务体系的有机组成部分。
尤其在复杂地表诸如山区、沼泽、水域、城镇等地区进行石油物探资料采集时，在生产成本允许的情况下引入无人机生产，以解决老卫片、航片及遥感影像因地表障碍物改变的情况下可以了解最新的地面信息，从而保证生产的顺利进行和人员及设备的安全。
参考文献
[1]SY/T 5171-2003 石油物探测量规范，国家经济贸易委员会发布，2003-08-01（标准）
[2]《工程测量学》，李青岳，测绘出版社，I S B N ：9787503018671。
