摘要：在矿山资源开采和利用上，需要将矿山测绘数据当成是依据，保证矿山得到科学建设。在传统的矿山测绘工作中，采用的测量技术成图速度较慢，测绘精度难以达到要求。伴随着高新智能技术的发展，无人机倾斜摄影技术开始在测绘工作中得到运用，能够提供全面影像数据资料，推动矿山测绘工作的高效开展。本文对无人机倾斜摄影测量在矿山测绘中的应用进行分析，以供参考。
关键词：无人机倾斜摄影测量；矿山测绘；应用
引言
自我国北斗系统通入更多民用领域以来，推动了动态实时定位技术的发展，促进了无人机技术的快速发展，如无人机倾斜摄影测量等技术。与传统的测绘方法相比，无人机倾斜摄影技术实现了多角度获取测绘区域航空影像、测量周期短、精度高的优势，在各个行业中的应用前景极为广阔。基于此，本文以无人机倾斜摄影测量技术为研究对象，分析该技术在矿山测量中的应用效果，为推动无人机倾斜摄影测量技术发展提供参考。
1无人机倾斜摄影测量技术概况
倾斜摄影测量技术的应用较早，早期阶段主要应用于有人飞机上，以通过摄影影像获取建筑物立面的纹理信息为主，并未应用于地形测绘等领域，即应用领域极为局限。随着无人机技术的快速发展，结合现代化动态GPS定位技术、图像融合处理技术的快速革新，逐渐将倾斜摄影测量技术与无人机技术相结合，实现了大比例尺地形测绘等，也逐渐的应用于矿山测绘、工程测绘等领域，扩大了社会服务范围，提高了测绘精度和缩短了测绘周期。
2无人机航测与矿山地质灾害
矿山及邻区地质灾害问题是限制矿山企业正常运转的基础，也是限制矿山企业经济效益的关键环节。矿山及邻区地质灾害与传统的地质灾害基本一致，包括滑坡、崩塌、泥石流等，只是矿山及邻区地质灾害中塌陷问题更加严重。因此，加强矿山及邻区地质灾害调查有助于提高矿山企业对资源的开发与利用效率，传统的调查方式一般采用代表性剖面研究为主，具有很强的片面性。而无人机测量技术能够获取较大范围内的影像资料，进而确定更具针对性的剖面调查，使得矿山及邻区地质灾害发生率显著降低。
3无人机倾斜摄影测量在矿山测绘中的规划设计
对矿山地质区域的开采需要根据现场地形条件进行合理规划，例如如何选取开采作业点，哪些区域容易发生滑坡、崩塌等隐患，机械设备的进出场路线及废渣场址的选择等问题都需要基于数据结果进行。传统二维航测产品只从垂直角度拍摄，很多遮挡区域没有充分体现出来，甚至产生盲区，丢失了很多信息，有些甚至需要到现场实地调绘，给规划设计带来一定的困难。而倾斜摄影通过多个角度拍摄，目标的各个方向都能清晰显示出来，作业人员通过不断切换角度，能够清晰直观地看到测区内任何一个地方的具体情况，真正做到了将矿山地质“搬到了”室内。
4无人机倾斜摄影测量技术在矿山测绘中的应用
4.1无人机倾斜摄影测量准备工作
本文以某矿山的大比例尺地形测量为例，讲述无人机倾斜摄影测量技术在矿山测绘中的应用。本次选用的无人机型号为HARWAR-YT无人机，配套安装相应GPS定位系统、飞行管理系统，选用哈瓦倾斜数字航空摄影相机搭载。无人机倾斜摄影测量技术对无人机飞行条件的要求较高，在使用该技术时应注意以下几点内容：①不同的天气气候对无人机倾斜摄影质量影响较大，因此需根据测绘区域的气候变化选择合适的季节飞行，一般选择在每年的五六月份进行，该阶段气候一般吻合、少雨，普遍适用无人机飞行；②在确定大致飞行时段内要选择具体的气候变化，如选择天气晴朗、无风或者微风天气等，即需要根据测绘区域的气候制定相应的飞行时段，一般选择上午10点至下午2点之间；③重叠度设计问题，根据测绘区域地形地貌变化特征制定相应的旁向重叠度、航向重叠度等参数；一般旁向重叠方向以平行于测绘区域边界的首末航线敷设，并位于测绘区域边界外侧，而航线重叠方向按照超出测绘区域边界设计基线长2倍进行。
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4.2空中三角加密测量
无人机倾斜摄影测量通过其他摄影相机获得了不同角度和方位的影像数据，与垂直摄影技术所获影像数据相比，前者的地物信息更加全面，但是多角度、多方位影像数据为数据的计算带来了困难，也意味着倾斜摄影测量所获影像数据在计算过程中不仅需要考虑垂直方向上的计算，还需进行多视角、多方位方向上的计算问题，而传统的计算方式无法同时满足上述两种情况的计算需求。此时，需要将航拍过程中自动存储的POS数据进行解算，生产出多视角联合空中三角加密测量，对影像资料进行优化处理，进而为生产矿山地形图奠定基础。
4.3数据采集与三维建模
大比例尺矿山地形图的三维建模是实现数据采集的基础，在经过影像数据处理软件的几何校正、平差处理、多视角匹配等操作的基础上，进一步获取测绘区域的三维倾斜模型。在此基础上采用倾斜摄影配套的数据处理软件获得测绘区域地物、地形信息，即数据的采集。数据的采集主要包含三个方面的内容：一是地物要素的人工采集过程，即通过手动的方式采集测绘区域像控点信息，提取建筑物轮廓等；二是自动获取三维地形信息，主要指的是等高线、高程点信息的自动化提取，仅需要后期人工整饰处理即可；三是遮挡等问题的处理过程，以摄影影像数据为基础，结合全站仪水平测量等对遮挡区域进行补充测量，弥补测量“空白”等问题。此外，在数据采集过程中要根据输出地形图比例尺大小等确定等高距、高程注记点的疏密等，以图形表达美观、符合规范要求为基本原则。
4.4飞行方案制定
结合技术实际运用要求，需要根据测区情况和工程精度完成无人机飞行方案的科学制定。具体来讲，就是要根据测区面积和地形复杂程度完成摄区划分，然后进行航线、航高、航向重叠等飞行参数设定，完成像控点合理布设。结合规范要求，需要对基准面高程进行确认。按照公式H=f×GSD/a，可以完成测绘精度条件下的航高H计算。式中，f指的是摄影镜头焦距，GSD指的是影像地面分辨率，数值较小说明精度较高，a则为像元尺寸大小，焦距与像元迟迟均由摄像机规格决定。选取的航摄系统为HM2200，摄影机为南方测绘倾斜数字航空摄像机，需要完成配套卫星定位系统等系统的配置，以确定各项飞行参数大小。根据飞行时间，可以对航线长度方向等参数进行模拟。采用航线规划软件，能够完成航线模拟，综合考虑航线与航高比、摄区长宽比进行航线布设。由于摄区面积较大，需要划分成多个小区域，分航次完成数据采集，像控点的架设需保证测区在控制区内，通过适当加密保证数据采集精度。
结束语
综上所述，本文主要对无人机应用配置进行了简要分析，同时对矿山地形图测量以及无人机在成图过程中的实践应用进行了研究，总之，无人机的应用，弥补了传统测量模式的缺陷和不足，能够有效满足小区测量的工作需求，同时还能够为所获取数据的真实性和客观性提供保障，只要工作人员能够严格按照流程进行操作，就能够充分凸显无人机的应用价值，同时还能够为地形图的制作精准度提供保障，从而更好的满足生产需求和设计需求，最大限度的凸显无人机测量的优势。
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作者简介：葛占东（1993年9月），男，山东省烟台市招远市，大学本科，测量助理工程师，研究方向：矿山测量。
论文作者:葛占东
论文发表刊物:《科学与技术》2020年1期
论文发表时间:2020/4/29
标签：无人机论文; 测量论文; 矿山论文; 技术论文; 区域论文; 数据论文; 影像论文; 《科学与技术》2020年1期论文;