礦山測繪中無人機傾斜攝影技術的應用

1 無人機礦山測繪的工作概述

1.1 提供礦山生產的基礎數據

為了保證礦山生產嚴格按照規(guī)劃設計和月度、年度計劃目標進行，需要繪制采場大比例尺地形圖，為工程測量、生產監(jiān)控和生產調整提供必要的數據支持，確保礦產資源的良好開發(fā)利用和安全有序生產。

交通安全設施的設置與道路的線形組合有直接的關系。當平曲線半徑較小時，尤其視距受限時，為保證行車安全，需增設較多的警告、禁令標志，在靠近懸崖一側增設相應的防護措施，縱坡太大時，在起點位置會增設長陡坡路段的警告標志。在轉彎半徑較小的情況下，為了保證行車安全，路線一般會在道路外側增設超高加寬段，標線相應也需要按照路線進行過渡，如果縱坡較陡，還需要在陡坡相應位置設置不同的震蕩標線，以降低車速，減少冬雨期由于道路濕滑引起的安全事故[3]。

1.2 助力數字礦山建設

礦山資源開發(fā)利用的技術、生產、組織和工程決策正在迅速利用數字化技術，通過無人機測繪提供空間定位技術，真正按照三維坐標模擬并有機結合全礦及周邊地區(qū)的地面特征、地貌和地下地質，有利于資源的高效有序管理；以測繪、遙感和地理信息系統(tǒng)為基礎的空間信息技術，為新型數字智慧礦山建設提供了可靠、實時的技術支撐。

對本科護生進行循證護理理念培養(yǎng)必不可少，將其與真實病人PBL教學相結合，并應用于護生見習環(huán)節(jié)，有助于提高護生批判性思維能力，提高護生見習參與度，且與傳統(tǒng)見習模式相比，其在提高護生自學能力、發(fā)現問題和解決問題的能力及團隊合作能力方面認可度較高。

2 無人機高精度傾斜攝影測量的優(yōu)勢

2.1 可以直觀地反映山地周圍的地形

在礦山地形測繪過程中，利用無人機高精度的輪廓測量可以更直觀地反映山體周圍的地形。如果采用傳統(tǒng)的方法進行測量，需要人工到達現場，對每個數據進行詳細的分析，然后整合在一起制定建模和方案，這樣測量出來的數據有局部的局限性，而無人機攝影可以很好的把握整體性來解決這個問題。而且可以從根本上直觀地反映礦山周圍的地形，為礦山的后續(xù)開采工作打下良好的基礎，從整體上進一步提高礦山測繪的效率。

2.2 能收集礦山周圍的地理數據。

同時，其開采方法對礦區(qū)周邊環(huán)境造成了很大的破壞，對礦區(qū)原有的生態(tài)環(huán)境造成了很大的影響。礦區(qū)地質條件復雜，一旦礦區(qū)環(huán)境遭到破壞，將會給礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成很大的困難，從而對礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展產生不利的影響。為此，本文提出了一種利用無人機傾斜照相技術進行測量的方法。利用它的高分辨率和高精度，可以在較低的高度精確地采集到礦井的資料，使數據更加準確，便于工作人員對礦井的基本狀況有一個全面的認識，并據此制訂出相應的采礦方案，并根據這些風險因素，采取防范措施，實現對礦區(qū)環(huán)境的保護。

4.配套公共服務發(fā)展滯后，鄉(xiāng)村風貌待整治?，F代農業(yè)開發(fā)因市場爆發(fā)而快速興起，而產業(yè)所在的鄉(xiāng)村地區(qū)交通設施、供水供電、污水垃圾處理、社會管理和金融服務等公共配套建設尚停留在村鎮(zhèn)一級，未能及時跟上匹配。

2.3 便于小數據的整理和發(fā)布

在利用無人機進行高精度傾斜攝影測量的過程中，另一大優(yōu)勢是可以方便一些小數據的整理和發(fā)布。如果采用人工現場測量，人們只關注一些大數據，而很少有人注意到礦山周圍的地理條件、山的高度等小數據。在制定方案的過程中，這些小數據可能不會發(fā)布，但是使用無人機高精度斜攝影測量可以方便小數據的整理，在制定方案時可以更偏向。

2.4 靈活操作

無人機傾斜攝影技術正在向自動化、信息化方向發(fā)展。相比人工測繪，無人機測繪在成本和效益上有很大優(yōu)勢?，F階段無人機設備體積逐漸減小，便于攜帶和操作，更好地滿足測繪需求。

2.5 高數據精度

受礦山環(huán)境復雜、現場人工測量風險大的影響，傳統(tǒng)測繪難以到達高陡邊坡、采礦場地等區(qū)域。無人機傾斜攝影技術的應用，可以確保安全高效地完成野外測繪作業(yè)，采用低空飛行信息采集和攜帶高分辨率相機等方法，可以采集高精度圖片，促進工作效果的提高。因此，無人機傾斜攝影技術的應用不僅可以提高數據的準確性，還可以與計算機軟件相結合，形成可視化的信息，在后續(xù)的采礦設計和礦山規(guī)劃中發(fā)揮更高的作用。

二是穩(wěn)妥推進資產收益扶貧工作。引導各地結合實際逐步加大資產收益扶貧投入力度，大力推廣“保底收益+按股分紅”等模式，強化項目精準帶貧減貧機制和風險防控措施，強調貧困戶對產業(yè)項目的實際參與，禁止以資產收益扶貧為名追求短期分紅、忽略產業(yè)帶動的做法。

3 礦山地形圖測繪中存在的問題

3.1 缺乏有效的測量方法

礦山地形測繪過程中的主要問題之一是缺乏合理有效的測量方法。在人們的傳統(tǒng)觀念中，無論是礦山地形還是其他地形，一旦涉及到測繪，就需要人員帶著專門的儀器到山上進行實地勘測。根據勘測數據，建立三維模型后，提供給后續(xù)的方案設計團隊。這種測量方法效率低，從測量開始到測量結束再到方案完成需要太多時間。因此，在礦山地形測繪過程中，缺乏合理有效的測量方法會影響礦山的整體開采進度。

3.2 消耗大量人力物力

在測量礦山地形的過程中，需要技術人員攜帶專用儀器到現場進行測量。這種測量方法會很大程度上消耗人力物力，因為每個施工隊的技術人員都是有限的，需要進行實地勘測，就會浪費大量的人力物力，不僅降低礦山測繪的效率，還會拖慢整體的開采進程。因此，相關管理者必須重視這一問題，盡量減少地形測繪所耗費的人力物力，從整體上提高礦山測繪的效率。

3.3 獲得的數據不準確

在測繪礦山周圍的地形之前，首先要準備一些基礎資料，包括熟悉測區(qū)的基本地形條件，測區(qū)的相關地理參數，如何利用好當地的舊地形圖，布設控制點等。特別是在無人機高精度斜攝影測量測繪過程中，還要選擇地形，根據地形設計路線，根據天氣合理安排作業(yè)時間。合理選擇無人機的型號、功能測量、相機等。

4 無人機傾斜攝影測量在礦山測繪中的作用

4.1 礦山監(jiān)測

對攝影測量進行有效的控制，可以有效地提高測繪結果的準確性。在安裝控制點時，必須按照規(guī)范的規(guī)定來設定。頭部和側面的交疊比例分別為65%和60%。在布設圖像控制點時，要考慮如下幾個問題：一是根據成圖區(qū)域的地貌，將其分成不同的成圖區(qū)域。在測繪區(qū)以外，圖像控制點多在等高線以外，其航向基線數目超過1，橫向距離超過100米。二是選擇影像控制點時，要同時畫出這一地區(qū)的地形圖，選擇容易識別、不會引起爭議的地區(qū)，例如：特征標記比較突出的地區(qū)；在布設照相控制點時，要盡量選取高程變動不大的區(qū)域，以增加斜面照相的精確度。第四，在籌備發(fā)展區(qū)，由于高層建筑面積的增大，使得像控點的設置更加困難。在工業(yè)測量中，測量會造成視覺障礙，影響測量的準確度；五是由于地圖上有大片的水域，會使圖像控制點的設置變得困難。

4.2 保護環(huán)境

在礦山測繪中應用無人機傾斜攝影技術，既能有效地保護礦區(qū)環(huán)境，又能使礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境得到可持續(xù)的發(fā)展。在傳統(tǒng)的煤礦生產中，礦工的工作重心是露天。

在利用無人機傾斜攝影測繪礦山周邊地形圖的過程中，通過等比例放大或縮小，再利用合理的數學公式，可以計算出礦山周邊的一系列地理數據。無人機攝影測量相對于傳統(tǒng)的人工測量或者機械測量，可以更好的掌握，整體采集的數據比它們更精確。因為這些數據都是通過相應的計算公式得到的，所以在測量中不存在這種情況，可以為業(yè)內后續(xù)的3D建模提供很大的幫助，保證3D建模不會出現數據問題。

5 無人機測量攝影技術在礦山測繪當中的實際應用

5.1 開采規(guī)劃中的應用

在采礦之前，經常要對礦山進行全面的資料搜集和調查，從而使采礦方案更加合理。利用無人機對礦區(qū)高程、地形等數據進行采集，并將數據傳送到電腦上，再利用電腦進行地質地圖的繪制，從而達到高精度的礦山地圖。

利用無人機傾斜攝影技術，能為礦山的實際施工提供綜合的資料，從而保證礦山能滿足日常工作中對產品質量的要求。采用無人機傾斜照相技術，可以有效、準確地探測煤礦周邊環(huán)境，保證礦山在實際生產中不會受到各種外部因素的干擾，從而提高礦山的安全檢測質量。通過對飛機低空飛行的攝像，能更直觀、更具體地為工作人員提供資料，使工作人員能夠對現場進行科學、合理的管理、合理的作業(yè)，并能使某些礦石得到合理的分配，從而防止出現局部過載和對地層造成嚴重的影響。因此，采用無人駕駛技術更適合目前的施工需求。

5.2 像片控制測量

采礦過程中，其有關的活動不可避免地會影響到周邊的采礦環(huán)境。這樣的話，無人機的傾斜成像技術就可以對周圍的環(huán)境進行有效的監(jiān)控，這樣就可以防止礦場的環(huán)境受到任何的影響，也可以讓采礦的安全和正常的進行。根據對我國礦產資源的調查和分析，可以看出，在礦產資源比較豐富的區(qū)域，其地質條件十分惡劣，人力難以對其進行有效的采集，而且獲取的資料精度也不高。而無人機傾斜攝影技術的出現，則是給了他們一個很好的解決辦法，讓無人機在接近礦山的地方飛行，這樣的話，他們就可以得到更多的圖像，從而對整個礦區(qū)的地形有一個清晰的了解。而且，無人機傾斜攝影技術也可以在很短的時間內采集到大量的數據，而且相比于手工繪制，它的準確性和準確性都得到了極大的提升。

5.3 礦山施工當中的應用

在生產實踐中，首先要把采集到的各類數據通過CAD軟件錄入到礦山周邊環(huán)境、礦山規(guī)劃等系統(tǒng)中，形成立體影像，使礦山及其周邊環(huán)境得到更直觀、更具體的分析。然后有關人員可以對工程進行整體的優(yōu)化和調整，并清楚地認識到建設過程中存在的許多問題。其次，根據傾斜照相建立的數據庫，確定礦山當前的結構特點，確保工程與城市建設的高度協(xié)調，從而達到工程的科學性。在這段時間內，必須先利用傾斜攝影技術采集礦區(qū)地面圖像，再進行空中三角測繪。在獲取圖像信息后，可以采集、提取圖像，實現礦山的三維模型，確定礦山結構，并進行相應的數據統(tǒng)計與分析。只有了解了這些要素，才能進行有針對性的研發(fā)與設計。利用這些方法，可以有效地提高礦山測量結果的準確度和工作效率。

核桃是大荔縣主要經濟樹種之一，具有較高的經濟價值和生態(tài)效益，核桃除了核桃仁有食用價值外，其干、根、枝、葉、青皮都有一定的利用價值。核桃種植具有易管理，投資小，見效快，銷路好，效益高等特點，是群眾致富奔小康的一條好門路。

6 無人機高精度傾斜攝影測量的方法

6.1 準備基礎材料

人工和機械設備相結合，不僅浪費人力物力，還會影響數據的準確性。因為在測量過程中，人工測量難免會有誤差。如果這些錯誤的數據在調查過程中沒有被發(fā)現并應用到地形圖的三維建模中，將會對礦山的整體地形造成錯誤的形態(tài)。嚴重的話甚至會影響到整個礦山的開采進程，因為人工測量的程度和機械、公式計算的程度會有一些差異。因此，可能會有不準確的數據。

6.2 無人機傾斜攝影

攝影開始時，首先要做好定向點的控制，根據測區(qū)情況合理布置階段性控制點，盡量做好對象控制點的數量精度和傾斜程度，一定要有明顯的特征，可以適當輔以人工制作的特征點。在實際測量中，影像控制點的布設通常采用區(qū)域網布設的方法，即影像控制點沿區(qū)域網外圍均勻布設平面高程控制點，可以更好地提高拍攝效果。攝影時，應根據測區(qū)的大小和方向、比例尺的重疊程度等進行基本路線設計。如有必要，它可以劃分為多個區(qū)域。在實際攝影的過程中，盡量使用5鏡頭相機，一個用于正射，另外4個用于斜拍。

6.3 行業(yè)中的3D建模

攝影完成后，需要及時進行內業(yè)3D模型的搭建。首先要檢查航拍中的數據是否準確，航拍照片的拍攝質量，確保不會出現照片傾斜角度、路線傾斜等問題。此外，還需要對空間數據進行加密。在處理過程中，最好使用區(qū)域網的聯(lián)合平差方法，即使用兩種不同的計算方法得到平差，這樣可以更好地保證觀測數據的精度。同時，還需要建立三維模型，利用原始影像形成空間數據，也要做好內業(yè)的數據采集工作，檢查影像控制點和檢查點的精度，確保模型符合相關規(guī)定。

無人機傾斜攝影技術在礦山測繪中的應用，需要做好航測方案、設備檢查和參數設置工作。要明確測繪任務范圍，明確礦區(qū)地形、干擾源分布等相關情況。正確進行無人機的航路規(guī)劃和操作，結合各種可能出現的突發(fā)事件，建立相應的應急預案。

7 無人機礦山測繪中的應用要點

7.1 航測外業(yè)

現在，公共組織改革發(fā)展緩慢，特別是在省，市，縣一級?，F在，依據預算和籌款聯(lián)系，公共組織分為全額資助組織，不同補助金和自我保持組織。很難習慣該組織管帳體系的施行。例如，自營組織的所得稅付出難以反映，因為在運營余額出現虧本時無需分配余額。最重要的是，因為公共組織中的許多人不是獨立的，他們的財務狀況相對獨立，這樣的獨立往往只是名義上獨立，實則單位內部是不完善的。

蘇寧易購生活家居公司副總裁郭曉偉說，“要實現銷量持續(xù)增長就要全投入。2019年在投放上嘗試一線產品直供、完善供應鏈代理商合作和匹配對應人群，落實精準投放和營銷，最終實現彎道超車。”

露天礦分步作業(yè)高差往往達到數百米，無人機測繪需要實施分層飛行設計，以達到相應的地面分辨率。在區(qū)域劃分上，需要保證航測布局與飛行路線一致。參照航測高度設置，要求該師地形高差始終不超過真實高度的1/6。在保證路線直線性的同時，最大程度區(qū)分跨度，覆蓋所需的測繪區(qū)域。為保證大比例尺地形圖成像精度滿足設計標準，縮短成像周期，選擇合適的飛行高度，請參照GB/T 23236-2009《航空攝影測量數字空中三角測量規(guī)范》和GB/T 15967-2008《1：5001：10001：2000地形圖航空攝影測量數字測圖規(guī)范》。

影像控制點的布設應滿足每次出動的采集區(qū)和邊緣連接因子的標準要求，按照圖紙上平面位置中誤差不超過0.15 mm、高程中誤差不超過1/10的基本垂直間隔，通過測區(qū)控制點用全站儀或RTK觀測采集

。

7.2 內業(yè)三維建模成果輸出

以大疆經緯M300RTK無人機為例。我們可以使用Context Capture(簡稱CC(Smart3D))建模軟件來解決空中三角測量。結合無人機的具體飛行軌跡和影像控制點的設置，整理出航測照片數據后，通過CC(Smart3D)軟件運行：導入(照片、POS數據、相機參數)→提交空三操作→穿刺點→重復空三操作(三次)，穿刺點(三次)通過獲取各種數據格式的3D網格模型和DOM或DSM，構建傾斜的3D模型，整合照片得到真實的3D模型，極大地促進了采礦作業(yè)的精細化管理。

7.3 礦山方量變化及計算

利用多階段無人機測繪生成的DOM或DSM數據信息，結合華南地區(qū)CASS 9.1軟件的DTM方法，主要原理是：三角形網格基本單元的核心構成不規(guī)則三角形三個頂點的三維坐標并從初始三角網格中所有三角形的三個頂點沿垂直方向向下引出三條直線，直到開采后的地表三角網格相交在一起，這樣就形成了許多三棱柱，然后整個區(qū)域的土石方就是三菱柱的體積之和。與傳統(tǒng)的立方米計算方法相比，通過設置點間距可以更真實地顯示礦山立方米的變化，準確計算采礦工程量，應用于采礦成本核算和礦山儲量變化的計算

。

8 結語

在礦山地形測繪過程中，首先要了解無人機高精度斜攝影測量的優(yōu)勢，然后根據礦山地形測繪過程中存在的一系列問題制定方案。

在使用無人機高精度傾斜攝影測量的過程中，首先要準備基礎資料，然后利用傾斜攝影測量獲取相關地形數據，最后整理數據，進行內業(yè)三維建模，從根本上提高測繪的功能和效果。無人機技術在我國發(fā)展迅速，基于該技術發(fā)展的無人機傾斜攝影技術為礦山工作的高效開展提供了極大的幫助，可以有效防止傳統(tǒng)礦山測繪工作中各種問題的出現，促進測繪工作質量和效率的顯著提高。因此，為挖掘無人機傾斜攝影技術的潛力，應加大該技術的推廣力度，特別是加快國產建模軟件的開發(fā)和利用；同時，結合測繪行業(yè)現狀的多方面分析，加強技術人員的培訓，促進無人機傾斜攝影技術的提高，推動該技術向智能化、自動化方向發(fā)展，為促進礦山測繪工作的良好發(fā)展打下堅實的基礎。

[1]李淑軍．無人機三維傾斜攝影技術在礦山監(jiān)測中的實踐與探索．世界有色金屬，2017（07）：194+196．

[2]張軍，高潔純．無人機三維傾斜攝影技術在礦山監(jiān)測中的應用[J]．世界有色金屬，2018（19）：17-18．