矿山测绘中无人机倾斜摄影技术的应用

杨普法

（大理三阳土地事务有限公司，云南 大理 671000）

矿山的建设及对资源的利用和开采都离不开的一项内容就是矿山测绘，同时矿山测绘可以使资源的开采更加有效率，可以为企业的效益提供坚实的保障，所以矿山测绘在矿山建设过程中有着举足轻重的作用。以往传统的矿山测绘使用的技术存在测绘耗费的时间周期长，无法满足当前对成图速度的要求，导致工作效率极其低下影响开采效率。随着人工智能技术、卫星定位技术、移动通讯技术的不断发展，在对矿山进行绘制大比例尺地形图的时候逐渐开始大范围应用倾斜摄影测量技术了。

1 将无人机技术应用到倾斜摄影测量技术

最早在收集建筑物信息中，就开始使用无人机倾斜摄影测量技术用以获取建筑物外立面纹理信息。随着一些现代化先进技术的发展如无人机技术、航空摄影技术、图像自动匹配技术等等，在测绘领域中这些技术如雨后春笋一般被快速的应用开来，如公路工程、矿山大比例尺地形、大面积区域等测绘领域。为了更好的实现区域网格化的平差处理和多角度的匹配影像、校正技术的融合，借助了多角度的成像数据处理以及侧面信息采集技术，在进行实践的过程中取得了非常不错的效果。

2 无人机倾斜摄影技术的具体应用

（1）基本要求。这篇文章选取的研究对象是一个金属矿山大比例尺地形图测量，主要围绕着在矿山测绘领域中无人机倾斜摄影技术的广泛应用。为了更具体直观的展现无人机倾斜摄影技术，笔者选取了三类HM2200、HO1300和HO1600型号无人机为主要航摄系统，选取的摄影相机是南方测绘倾斜数字航空摄影相机，然后选用了与之相配套的卫星定位系统及管理系统。由于无人机倾斜摄影技术在实际应用的过程中，对周围的气候环境条件要求比较严格，飞行条件必须选取在晴空万里、气候相对比较温和的季节，无人机起飞和降落的地区选择一定要选择在离主要机场15km以外的区域。

（2）获取和处理倾斜影像。设定无人机的航行方向要选取在开始执行任务之前，一定要建立在充分的了解测绘区域基本情况的基础上，根据无人机的性能参数指标科学的制定出飞行时段和飞行轨迹，从而才可以更加有效的开展外业的倾斜摄影工作。进行航拍的时候可以更加全面的获得多角度拍摄影像，在已经制定好的拍摄控制点以及加密点坐标进行智能的拍摄，以获取相应的倾斜影像资料。在对数据进行测绘预处理之前，一定要保证数据在测绘区域内采集完成，将选取拍摄的倾斜影像反投影至建立的虚拟影像中，主要目的就是将地面突出物的重影问题减小到最大程度。

（3）控制测量相片。矿山测绘的精确程度可以通过控制测量相片的方法来提高，比如要严格按照相关的规范进行布设控点，本例选取了65%的航向重叠度以及60%旁向重叠度。在进行布设控点的时候要注意以下几方面事项：①要根据需要测绘区域的实际地形地貌将其划分为若干个测绘分区，在此之外的像控点要布置在图轮廓线外，一般情况下航向基线应该大于1条、旁向要大于100米的部位；②必须满足在航线两段的控制点偏离的半径长度要小于1条基线的一半；③要充分考虑到测绘区域的地形和地貌特征选取相应的像控点位置，选取原则要确保没有争议、容易识别的地区，例如明显的标志性建筑物和房角等；④如果像控点选择在山头，要选择一些平头山或者是地形变化不大的地方，这样可以极大的增强测量的精准度；如果像控点的高度变化范围小一点，也可以大大增加倾斜摄影测量精确度；⑤布设像控点一般不要选取在有植被的区域或者是高大的建筑物拐角处，在这些地方布控点很容易出现视线遮挡导致测绘精确度下降；⑥不要在大面积水域区域进行布置摄像控点；⑦布设像控点要选取交通便利的区域，这样可以更好的保存数据。

（4）空中三角加密技术。外界的环境因素对于测绘过程的影响是不可避免的，比如说植被因素，这些外界因素导致了无人机在实际的倾斜摄影过程中达不到地面控制点测量的实际要求，或者是出现测绘区域盲区等，最终还是达不到测绘预想的结果。这个时候空中三角加密和校正的工作的特点就凸显出来了，进行三角加密处理和校正可以有效的弥补测绘精度不达标的问题。空中三角加密处理的特点是建立在准确预算出影像外的方位元素的，然后通过一些软件的相互配合将干扰因素剔除掉，这样做不仅可以有效的提升测量的精准度，而且能够有效的改善地形条件不好的区域航测结果。在完成空中三角加密处理工作的基础上，可以依据矿山测绘中输出需求将DOM、DEM、DSM等模型输出。

（5）建立三维数据模型和采集数据。建立三维数据模型依靠的是多角度倾斜影像进行的一系列操作主要有联合平差、几何校正、多视匹配等，最后将三维倾斜模型进行可视化处理的过程。建立完三维数据模型以后，通过软件的处理可以轻松的获得测绘区域的地形特征的相关数据信息。采集数据信息的工作总共分为三个方面内容，具体如下：①采集地物要素的工作主要是通过人工手动来完成相关的测绘任务，例如像控点、建筑物等都需要进行手动拍摄影响，这样做的好处就是可以提高测量的精确程度；②自动提取地貌要素三维信息工作，其主要内容涵盖了高程注记点、测绘区域等高线等相关的数据采集工作，这些工作内容完全可以依靠平台处理软件来完成，但是要投入使用的话还需要测绘人员进行后期的人工整饰与调整。③处理要素的遮挡问题。为了提高最终测量数据的精准度，就必须要对相片资料信息中的遮挡区域进行补充测量。

（6）外业调绘及补测。上面的叙述已经提及到这方面的内容，拍摄盲区的问题在利用无人机倾斜摄影技术航空拍摄过程中无法避免，这些拍摄盲区通常存在于建筑物遮挡的区域和植被生产茂盛的地区。所以，在后期图像处理过程中要对建筑物和植被遮挡区域进行标注，便于及时的对外业进行补测和调绘工作。除此以外，对于在获取地物、高程标注过程中也要标注出一些不确定的区域或者是复杂的区域，然后对外业进行补测和调绘工作，这样做可以大大的提高测绘的精准度。

3 结语

综合来看，在现代化矿山建设中无人机倾斜摄影技术的重要地位不言而喻，其在测绘领域中的发展具有十分广阔空间，获得了业界的认可。本次某金属矿山地形图的测绘采用了无人机倾斜摄影技术，获得的效果最终达到了地形图的平面位置误差小于2厘米，控制高程注记点的误差在1厘米的可观成绩，具有良好的测量成效。所以，在矿山测绘中应用无人机倾斜摄影技术可以完全的满足需求，可进行广泛的推广应用。