無人機傾斜攝影測量在礦山測繪中的應(yīng)用探討

黃鑫

（南昌市測繪勘察研究院）

1 引言

信息技術(shù)在各領(lǐng)域的普及應(yīng)用，使各領(lǐng)域作業(yè)效率得到了顯著提升，尤其是在礦山測繪領(lǐng)域，無人機傾斜攝影測量技術(shù)作為一項新興技術(shù)，具備高效、高準(zhǔn)確度優(yōu)勢，給予礦山測繪工作的發(fā)展極大的推動力。在此背景下，人們借助此技術(shù)可以減少測繪工作的人力資源消耗，降低地形地貌復(fù)雜性對測繪可行性的影響，深入優(yōu)化測繪工作的效率和效果。

2 無人機傾斜攝影測量技術(shù)

無人機傾斜攝影測量技術(shù)是礦山工程項目開展中的常用技術(shù)，可以為測繪工作提供全景勘察支持。相較傳統(tǒng)測繪技術(shù)，傾斜攝影技術(shù)具有功能完善、實用性強的特點。人們通過將此技術(shù)與無人機技術(shù)進行聯(lián)合運用，可以有效提高測繪工作效率，同時，此技術(shù)還適用于惡劣條件下的礦山測繪作業(yè)，以及各類高精度作業(yè)，具有良好的實用性。此外，該技術(shù)還可以基于傾斜影像當(dāng)中的具體信息，利用貼紋理的方式建立相關(guān)模型，為工作人員提供一個更加全面、具體的礦山信息模型。在技術(shù)應(yīng)用的過程中，不同點位通常代表著不同空間坐標(biāo)，坐標(biāo)能夠直接對礦山紋理進行顯示[1]。在此過程中，人們還可以運用該技術(shù)，充分發(fā)揮配套軟件的優(yōu)勢，實現(xiàn)自動化、高效的數(shù)據(jù)采集與傳輸。除了上述優(yōu)勢外，還具備低成本、高性能、操作便利的優(yōu)勢，可極大滿足人們對礦山測量的實際需求。

在使用傾斜攝影技術(shù)的過程中，有關(guān)人員需要依靠傾斜攝影機實現(xiàn)測繪，該技術(shù)對設(shè)備有較高要求[2]。尤其是在鏡頭型號方面，不同型號的鏡頭通常對應(yīng)一個精確具體的使用場景，因此，在設(shè)備采購中，有關(guān)人員還需要結(jié)合工程項目的實際情況，對鏡頭進行針對性選擇。在實際作業(yè)中，不同的圖像需要采用不同攝影方法，但無論采用何種方法，有關(guān)人員都需要在測量的過程中，將像素控制在3500w以上，保障在傾斜攝影的過程中，可以獲取高精度的圖像。在測量的過程中，工作人員也需要避免長期采用同一標(biāo)準(zhǔn)對像素進行控制，應(yīng)確保能夠適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展步伐，對技術(shù)方面進行全面升級。在此過程中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)長時間的飛行，還要提升無人機的電池容量，避免在飛行過程中出現(xiàn)供電不足的問題，保證無人機不會由于受到周圍環(huán)境的電磁干擾而出現(xiàn)飛行故障等危險。工作人員還需要充分考慮特定條件的影響，確保無人機能夠在極端條件下，將測量工作時間維持在一個半小時以上[3]。此外，有關(guān)人員還需要在每一次測量之前，進行電池的檢測，以此保障測量工作的穩(wěn)定開展，同時，還要做好定期的設(shè)備保養(yǎng)和維護，避免測量受到嚴(yán)重的故障影響。

3 無人機傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

無人機傾斜攝影的過程，可以實現(xiàn)多角度的測量，最大限度上滿足在勘察過程中工作人員的測繪需求。由此即可通過這樣的測量方法，減少測量的總體次數(shù)。同時，在進行數(shù)據(jù)的處理過程中，相對比較直觀和立體，傳統(tǒng)的測量工作所采用的正視攝影往往面臨著測量的局限性，無法對當(dāng)前礦山，實現(xiàn)全角度的數(shù)據(jù)采集[4]。在使用傾斜攝影技術(shù)之后，采集所形成的單張影像中包含著大量的數(shù)據(jù)信息，使其不僅可以從宏觀角度對礦山進行分析，同時也可以從局部角度出發(fā)，全面掌握當(dāng)下礦山的一些具體信息和狀態(tài)，消除了傳統(tǒng)測繪技術(shù)下測繪結(jié)果的局限性問題。

在傾斜攝影的使用中，首先，需要對礦山的周圍地區(qū)進行相應(yīng)的監(jiān)測。其次，需要將監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)信息進行預(yù)處理，消除冗余錯誤。最后，將經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)據(jù)信息輸入到計算機中，進行聯(lián)機計算分析，得出所需的測繪信息。這種高度自動化的測繪流程極大地規(guī)避了人為因素造成的錯誤風(fēng)險，而且能夠大幅度壓縮人力資源的消耗，深入優(yōu)化測繪工作水平。

無人機傾斜技術(shù)的使用還可以有效達到節(jié)約技術(shù)成本的作用。在進行測量的過程中，由于降低了人工成本的投入，僅僅使用無人機與計算機技術(shù)，就可以實現(xiàn)高精度的測量，避免進行復(fù)雜的建模工作。例如，在傳統(tǒng)的測量工作當(dāng)中，由于需要利用人工的方式進行測量，因此就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)資料在采集與保管的過程中，受到一定程度的影響，出現(xiàn)部分數(shù)據(jù)偏差問題。而在應(yīng)用無人機測量技術(shù)之后，能夠基于通信網(wǎng)絡(luò)的方式，進行數(shù)據(jù)信息的傳輸與保存，因此在有效的時間內(nèi)，就可以完成數(shù)據(jù)的傳遞，無人機傾斜攝影相比較傳統(tǒng)測量技術(shù)而言，實現(xiàn)了較大跨越，能夠充分滿足人們對測量信息的需求。

4 無人機測量攝影技術(shù)在礦山測繪當(dāng)中的實際應(yīng)用

4.1 開采規(guī)劃中的應(yīng)用

在對礦山進行開采之前，工作人員往往需要對礦山進行全面的數(shù)據(jù)采集和勘察，從而制定出較為完善的開采方案。工程可以將無人機傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用到規(guī)劃設(shè)計中，通過無人機采集礦山區(qū)域的海拔高度、地形地貌等數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中，利用計算機繪制礦山地形圖，實現(xiàn)高精度的礦山測繪工作。在實際操作中，首先需要使用CAD軟件，將測量之后采集到的各種信息，都輸入到系統(tǒng)當(dāng)中，包括礦山周邊的環(huán)境、方案數(shù)據(jù)等，并構(gòu)建出三維圖景，更加直觀具體地對礦山以及周邊環(huán)境進行分析。此后，有關(guān)人員可以對施工方案進行全面優(yōu)化與調(diào)整，并明確施工建設(shè)中所面臨的諸多問題。其次，還需在設(shè)計過程中，基于傾斜攝影所形成的數(shù)據(jù)庫，明確礦山當(dāng)下的實際結(jié)構(gòu)特征，確保該工程建設(shè)與城市建設(shè)有著較高的匹配度，使工程項目更具合理性。在此期間，需要首先通過傾斜攝影獲得礦區(qū)地表的影像，此后可進行空中三角測量，在得到結(jié)果后，便可對影像數(shù)據(jù)進行捕捉以及檢索，實現(xiàn)對礦區(qū)的三維建模，明確礦山的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的計算與分析。掌握上述因素之后，就可以實現(xiàn)針對性地研發(fā)與設(shè)計。通過上述手段的應(yīng)用，提升礦山測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性和測繪效率。圖1為無人機傾斜攝影過程示意圖。

圖1 無人機傾斜攝影過程示意圖

4.2 礦山施工當(dāng)中的應(yīng)用

無人機傾斜攝影技術(shù)可以在礦山實際的施工建設(shè)中為其提供全面的數(shù)據(jù)信息，使礦山能夠充分滿足人們的日常質(zhì)量檢測需求。無人機的傾斜攝影技術(shù)能夠高效、準(zhǔn)確地對礦山周圍的環(huán)境進行檢測，保障礦山在實際施工過程不會受到各項外界因素的影響，提高安全勘察工作的質(zhì)量。無人機可以在飛行過程中實現(xiàn)低空拍攝，更加具體直觀地為工作人員提供數(shù)據(jù)信息，幫助工作人員科學(xué)合理地對現(xiàn)場進行管理與控制，將一些礦石安排在合理位置上，避免出現(xiàn)局部超載的問題，以免對地層造成嚴(yán)重影響。無人機技術(shù)的使用，更加符合現(xiàn)階段施工建設(shè)的需求。

4.3 在礦山驗收過程中的應(yīng)用

在完成施工作業(yè)之后，工程將進入驗收階段，在此階段，依然需要充分發(fā)揮無人機傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用價值。在實際應(yīng)用中，主要是通過無人機的測繪，對當(dāng)下礦山的實際情況進行數(shù)據(jù)信息的采集，并輸入計算機中，將礦山的實際情況展現(xiàn)出來。在軟件的加持下，工作人員還可以對礦山實際情況進行分析與處理，形成直觀的三維模型，便于工作人員對模型進行針對性分析。例如，可以使用數(shù)字攝影測量系統(tǒng)構(gòu)建礦山比例，并借助豐富、直觀、具體的測繪數(shù)據(jù)形成具體模型。這樣工作人員就可以基于數(shù)據(jù)模型，設(shè)計相關(guān)配套工程建設(shè)方案。例如，可以對周邊地區(qū)的礦山進行檢查，利用無人機的飛行優(yōu)勢，對一些人工無法進行勘察的地區(qū)進行針對性的測繪，為工作提供全面的數(shù)據(jù)信息。

5 結(jié)語

綜上所述，對無人機測量技術(shù)而言，在應(yīng)用了傾斜攝影之后，可以有效為礦山各種工作的落實提供準(zhǔn)確的測繪信息，充分保障測量過程滿足礦山工作的需求。同時，使工作人員對礦山信息進行全面掌握，最大程度提升測量的合理性和準(zhǔn)確性，為工作人員的工作開展提供支持。