礦山監(jiān)測中航空攝影測量數(shù)據(jù)的自動化處理方法研究

石寧卓

（四川文理學院，四川 達州 635000）

通過對我國礦山的地理位置、地形、資源及其綜合利用管理情況和資源開采環(huán)境影響等信息進行實地地質勘查和地理測量，以準確獲取礦山相關資源數(shù)據(jù)基本信息和利用資源數(shù)據(jù)是我國礦山地理測繪的主要研究目的，其重要意義不僅在于全面準確掌握我國礦山利用資源的基本狀態(tài)信息、利用管理情況、開采質量影響、環(huán)境影響等，以此方式實現(xiàn)礦山礦產資源的合理配置和生態(tài)環(huán)境保護。

1 礦山測量過程中的測繪新技術特點分析

礦山測量過程中所表現(xiàn)出來的測繪新技術的特點從兩個方面來進行分析:第一，高自動化。這種新型的測繪技術需要相關企業(yè)投入更低的人力和物力，但是可以在現(xiàn)代化的科學技術的幫助下，實現(xiàn)工作人員壓力的降低，最大程度的提高整個測量任務的高效率和高質量；第二，圖像數(shù)字化。在使用該新型的測繪技術時，需要利用硬盤設施來做好數(shù)據(jù)的測量和儲存，并利用高科技技術來對這些數(shù)據(jù)進行深度的分析，最后將這些數(shù)據(jù)輸入到中心管理系統(tǒng)中，并為操作人員施工提供具體的方式。不僅如此，這種數(shù)字化的操作手段可以有效的通過三維模型立體圖來對整個礦山的地形地貌作出清晰明了的展示，為后期的國家測量以及相關礦區(qū)的開采提供更精準的數(shù)據(jù)。而且，在開展具體的施工過程時，還需要從多個角度和方面來進行數(shù)據(jù)的配比和相關參數(shù)的調節(jié)，確保整個施工過程符合設計要求的每一環(huán)節(jié)。我國是一個多山的地形地貌，礦山大多都分布在山林地區(qū)，這就可能會阻礙工作人員開展礦山的測量工作，甚至可能會對周圍的森林資源造成破壞。如果工作人員要想推動整個測量技術的更新和優(yōu)化，就必須從生產成本的節(jié)約入手，起到節(jié)約資源保護環(huán)境和相關控制網質量的提高。但由于實際環(huán)境的影響，對工作人員的實際操作造成極大的威脅，可能會因為技術手段的落后造成工作人員生命安全的問題，在使用新型的測繪技術手段之后，就可以對數(shù)據(jù)進行科學合理的分析和收集，運用圖像畫的方式來更好地解決這一傳統(tǒng)測量問題。隨著不斷地開采使得對礦山儲量動態(tài)監(jiān)測更加困難。為了適應新時期下礦山儲量動態(tài)監(jiān)測要求，航空攝影技術開始被使用。比如無人機輕巧靈動的特性能夠最大程度地突破地形限制，對礦山進行全方位拍攝測量，極大地降低了人力成本。

2 無人機傾斜攝影技術

無人機傾斜攝影技術是通過無人機平臺搭載多個航攝相機，根據(jù)預設線路采集測區(qū)的影像，以同時實現(xiàn)多個角度拍攝，對物體的實際情況進行清晰明了的反應。三維模型主要是通過建模技術以及相關的定位技術等最終實現(xiàn)，可以有效的對影像數(shù)據(jù)進行收集和參數(shù)的調節(jié)，以保證測量相片能夠真實的展示出數(shù)據(jù)。此外，還可以利用內業(yè)數(shù)據(jù)的控制和關聯(lián)方式來實現(xiàn)運輸方式和相關模型的建立，這些內容都可以保障后期的測繪結果，具有高度的精準性和適時接收性。這種無人機傾斜攝影技術可以有效的實現(xiàn)三維模型的建立，并且利用的是多元序列的影像生成高分辨別率，具有較高的智能化和自動化特點，實現(xiàn)整體的結構化信息建設，為后期的操作實現(xiàn)立體模型的建立，并在服務器上通過相關算法模型參數(shù)修改來實現(xiàn)整個模型的精細化。

3 礦山監(jiān)測中航空攝影測量數(shù)據(jù)的自動化處理方法研究

3.1 多旋翼無人機的礦山攝影三維重建

第一，由于自動化的特點，會讓整個三維重建攝影技術可以有效的減少人工的壓力，縮短施工時間，將整體的信息收集和成果完成的時間縮短在一個工作日之內，并且相關的三維模型的基礎成果可以有效的為后期的施工工作提供數(shù)據(jù)支撐。第二，減少人工的參與，可以有效的降低因人工干擾行為造成的各項缺陷。

3.2 實施方案

第一，當航拍準備工作完成之前，需要相關的工作人員與當?shù)氐恼块T進行手續(xù)的辦理和交接，為后續(xù)的航拍測試提供政府支持；第二，在開展具體的技術落實和航攝過程中，首先采用的是多旋翼無人機和相關的攝影儀來進行具體區(qū)域的航空拍攝；第三，當飛機開始進行拍攝時，需要對其進行具體零部件工作狀態(tài)的檢測，確保其可以真正的融入整個航線的設計以及拍攝過程，才可以將其投入到正常的拍攝過程中，還需要再發(fā)生各種誤差時自動地利用智能化設備來實現(xiàn)誤差的消除，保證最終的收集結果符合相關的標準要求；第四，工作人員可以根據(jù)無人機空中姿態(tài)的POS數(shù)據(jù)來對飛行獲取的影像數(shù)據(jù)進行預處理，并對各種影像進行檢查以及確保其符合真正的設計要求，其中最重要的都是檢查影像是否完整，盡量的減少云煙、云影等各種小問題的出現(xiàn)；第五，若需要加裝慣性導航裝置和GNSS定位裝置等設備，需要相關人員按照計劃方案等相關流程來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的進一步優(yōu)化和創(chuàng)新。

3.3 礦山監(jiān)測點設定

從人工測試點的使用方面來對其進行具體的分析時，我們可以發(fā)現(xiàn)，無人機航空攝影測量技術需要在整個礦山數(shù)據(jù)錄入和測量之前，利用人工標志來確保其他測量點的位置，從而可以有效的提高整個測量數(shù)據(jù)的精準性。而深入研究之后，需要利用測量儀器來實現(xiàn)礦山儲能情況的具體探究，需要投入較大的人工物力來實現(xiàn)測量點的具體標記。而標記過程需要利用各種色塊來進行有效的區(qū)分，通常采用黑白兩種色彩來進行鮮明的對比。但是這種人工的測量方式不可以直接與地表進行接觸，而是應該在其底部進行鋼筋水泥柱的固定之后，才可以將其設立在具體的位置點，可以提高整個數(shù)據(jù)測量后期結果的精準性和穩(wěn)定性狀態(tài)，減少因外界環(huán)境的干擾而造成的數(shù)據(jù)誤差較大的現(xiàn)象。

3.4 全數(shù)字空中三角測量

利用航空攝影的影像、POS和像控點等數(shù)據(jù)成果，使用實景三維建模軟件SMART3D或Context Capture Center系統(tǒng)進行POS輔助空中三角測量。利用已知的相機參數(shù)文件建立空三工程，需要操作人員利用原有的數(shù)據(jù)來進行相關的參數(shù)設置，實現(xiàn)航帶與影像之間的具體匹配。而在這一匹配工作完成之后，經平差處理，對于超過限差的同名點進行剔除和調整優(yōu)化，這就需要操作人員擁有數(shù)據(jù)分析和判斷能力減少因人工誤差而對整個算法帶來的影響。此外，平差的計算還需要對刺點定位進行具體的測量和精準度的觀察，在確保測量數(shù)據(jù)符合具體要求之后，則一旦因為誤差的出現(xiàn)，可能會導致后期三角測量工作無法順利完成。

3.5 動態(tài)儲量監(jiān)測

第一，垂直三維模型是整個文章所要探討的根本性模型，在對其進行監(jiān)測時，利用了多種掃描軟件和計算方式，不僅需要對整個礦山做出實時的監(jiān)督和數(shù)據(jù)收集整理，還需要利用這種模型的展示來為后期的工作提供更為精準的方案，也可以起到一定的數(shù)據(jù)支撐效果。第二，通過多次的無人機傾斜攝影技術，構成時間序列的動態(tài)數(shù)據(jù)模型，能有效監(jiān)測區(qū)域的細節(jié)變化，還可以利用互聯(lián)網設計平臺中的GIS軟件來進行相關參數(shù)的計算，最終可以實現(xiàn)測量結果精準度的提高，為后期的露天礦開采奠定良好的信息基礎和方案基礎，有效的提高后期礦山動態(tài)儲量監(jiān)測的精準性和順利完成的質量和效果。

4 結語

綜上所述，航空攝影測量技術可以通過多角度采集目標對象數(shù)據(jù)，以三維模型成果呈現(xiàn)，可以更大限度的從多尺度和多維度來探測分析目標物，且測量結果的精度與準確度非常高，尤其可以把不同時期的影像模型數(shù)據(jù)進行動態(tài)可視化分析，研究分析其現(xiàn)狀及判斷預測未來變化趨勢，可以有效應用于礦山規(guī)劃與監(jiān)測工作中。應用無人機傾斜攝影測量開展礦山測繪工作時，應當聯(lián)合礦區(qū)實際情況，制定無人機航行路線，科學布設像控點，全面采集數(shù)據(jù)和信息，以此確保數(shù)據(jù)處理效果。