无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用

无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用

崔磊 丁辰心

杭州跨远测绘有限公司 浙江杭州 311100

摘要：响因素使传统的测量方法不能收集完整的信息数据。尤其在矿山建设初期进行测量工作时，道路设施不完善，测绘工作难开展，人员无法到达一些山沟和树木茂密地方，所以测量数据误差大，测绘工作效率较低，大比例尺地形图测量难度非常大。如果使用无人机摄影技术，能够发挥倾斜摄影的全面性，消除常规摄影的局限性。通过搭载不同的荷载组件，能够实现矿山全景信息建立，充分展现矿山全貌。

关键词：无人机倾斜摄影技术;矿山测绘中的应用

改革开放以来，我国经济社会发展迅速，因各种基础建设等需要，矿产资源的需求量日益加大，致使各种矿产品的价格不断上涨，受到利益驱使，有些矿产企业的开采活动失去监管，特别是露天矿山，超层越界现象时有发生，同时，矿山周边村民也时常出现偷采现象，因此引发了大量矿产资源的纠纷，在破坏有序开发矿产资源秩序的同时，也造成了很大的安全隐患。为了更有效地对露天矿山进行实时监测，也便于长期持续监管。本文针对宿州市埇桥区龙山建筑石料用灰岩矿开采现状，采用无人机倾斜摄影测量技术进行实时监测，获得相关有效成果，同时对此项技术在露天矿山监测中应用前景加以分析探讨。

1倾斜摄影测量技术概述

倾斜摄影测量的原理

倾斜摄影测量是在无人机上搭载多台相机，同时从下视、斜视等不同视场角度进行影像获取，获取的信息可以完整地表达地物的具体情况。相对于地面成90°夹角拍摄获取的影像称为垂直影像，相对于地面有相对应的夹角拍摄获取的影像称为倾斜影像。把倾角大于15°的拍摄相机都称为倾斜相机。倾斜摄影的发展不是对限定相机镜头数量进行设计，倾斜相机的关键指标是获取不同方向影像的能力和每个架次作业范围的大小。

2测绘新技术在测绘工程中的实际应用

无人机倾斜摄影技术作为一种新兴测绘技术，可从不同角度获取摄像数据，在地籍测量中发挥重要的作用。倾斜摄影测绘技术可以利用一个垂直角度及四个不同的倾斜角度获取摄影数据，确保数据获取的全面性。利用倾斜摄影测绘技术进行地籍测量时，系统能够对获得的数据进行自动存储，并将其存入对应的数据库中，再对数据进行筛选和处理，将数据的测量误差控制在要求的范围内，确保测量数据的精确度。利用无人机倾斜摄影测绘技术对地籍进行测量时，可通过无人机拍摄技术获取土地信息数据，并对数据进行全面分析，系统可以通过数据构建土地模型。在通信工程中的应用测绘工作是通信工程建设的重要环节、作业内容，因此，测绘技术的优劣对通信工程质量具有重要的影响。利用GPS新测绘技术对信息资料进行采集，依据通信工程提供的规划图及相应的路线分布图进行资料分析，加强对通信工程的了解和掌握，利用GPS测量技术更全面、深入进行测绘，降低测量的误差。

3无人机倾斜摄影测量在矿山监测中的应用

3.1无人机倾斜摄影测量

根据矿山企业提供的矿山开采现状图及实际开采情况，对矿山开采、治理等相关区域进行现状测量，主要采用倾斜摄影测量，进行三维建模，室内立体采集成图，采集相关数据，绘制矿山现状1：500地形图。、

3.2成果应用分析

通过宿州市埇桥区龙山建筑石料用灰岩矿本次超层越界动态检测过程分析，无人机倾斜摄影测量比常规检测优势明显。矿区通视条件差，矿区内因长期开采坑凹不平，矿山周边地形复杂，如用常规测量方法难度大、进度慢、成本高、现实性差，而采用无人机倾斜摄影测量技术成图则精度高、速度快、作业效率高。无人机倾斜摄影测量建立了三维模型，直观体现矿区现状，可以对不同时期三维模型随时比对监管，方便快捷无死角。无人机倾斜摄影测量外业采集大量数据，便于长期保存，随时调用，对矿区后期持续管理提供有力依据。

4无人机摄影测量技术在矿山建设中的应用

4.1无人机航测作业的规划与实施测绘流程

外业航测工作

外业工作以安全高效完成测区拍摄为目的，要注意飞机安全、禁飞区、风速影响、测区大小合理性等问题，严格按照技术要求布置相控点、检查点，以保证测绘质量。注意事项：在野外环境中，存在大量树木遮挡的情况，会造成山体实际地面、坡坎、山沟等位置的信息采集盲区，解决此问题可使用大疆精灵，无人机对低空树下区域进行手动控制拍摄，将拍摄的照片加入其它照片中联合建模，可有效改善摄影盲区的建模质量。

4.2航线的规划设计

采用人工现场勘查与无人机航拍监察相结合的方式，综合确认相邻矿石堆场的航测范围，利用正射镜头模式下的无人机航拍测量周边山体的最大海拔高度，将航测相对高度定为１００ｍ，确保航测作业的安全可靠。在此基础上，采用３向井字形航线规划功能，制定小范围的倾斜摄影测量路线，涵盖３个矿石堆场、铜－硫选厂等建构筑物的地形地貌信息，航线规划如图１所示。同时，为了保证航测影像连接点的平差结构及相邻影像间的紧密联系程度，航向和旁向重叠率设置为８０％，令高重叠度模式下的数据可靠性得以提升。

4.3影像数据质量

对于航摄数据，直接在工程现场进行质检，缩短质检时间，加快项目执行进度。在航摄过程中，根据电脑中的监测数据，实时检查飞机的飞行质量，在每天的航飞任务结束后，作业人员使用检查软件，将当天的航飞数据进行快速拼接，检查是否存在航摄漏洞，同时对航摄数据的表征质量进行检查。

4.4空三加密处理

采用contextcapture三维建模软件进行空三加密。利用软件自动提取连接点，选择航向3。重叠的连接点作为加密点。自由网平差合格后利用电子刺点片，准确地将像控点刺入，然后用光束法进行测量平差，保证收敛，检查基本定向点、检查点的精度。不满足规范要求的情况下，通过交互式编辑，剔除粗差点，调整像控点位置，最终使各项残差符合规范要求。

4.5绘制CAD线画图

生成模型后，还要根据模型绘制出相关设计所需要的二维线画图。模型截图，不但可以使用EPS、CASS-3D等软件绘制出传统的矿区工厂平面图，还可以通过体积计算出储煤量，随时掌握煤场实际储量；在矿区建成后某些皮带廊加固或建设项目中，会涉及建筑物的立面测量，立面出图测量是传统测绘手段的薄弱环节。通过选用带立面测图功能的EPS5.0版本软件，可有效解决测绘专业绘制立面图的难题。

5无人机倾斜摄影测量在矿山煤矸石方量测算中的应用

土方量计算方法主要有三角网法、方格网法、断面法三种。三角网法一般用于地形起伏变化较大的工程中，其精度与野外采点密度的多少有直接关系。方格网法用于地形较为平坦的工程，计算精度与野外采点密度，以及方格网的大小关系密切相关。无人机倾斜摄影测量的方法计算土方量能够适用于各种地形，计算原理按照三角网法计算，精度可靠。

结束语

综上所述，无人机倾斜摄影测量技术，在露天矿山监测中的应用能够较好地满足矿山监管各方面的要求，多方面展现矿区现实状况，获得大量有效数据，各种测量成果可以建库长期保存，为后续监管中判断超层越界、盗采等提供有力数据支撑，充分体现此项技术在露天矿山监测中的优越性。

参考文献

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