無人機(jī)三維傾斜攝影技術(shù)在露天礦山監(jiān)測中的實(shí)踐與探索

李淑軍

（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第七地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016）

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)正在慢慢被測量行業(yè)所認(rèn)同。它的誕生不但改變了以往的礦山測量方式，而且此項(xiàng)技術(shù)可以通過無人機(jī)低空多角度拍攝獲得高清立體影像數(shù)據(jù)，然后自動(dòng)制作成一個(gè)完整的三維地理數(shù)據(jù)模型，幫助工作人員更加快速的獲取到礦山的地理數(shù)據(jù)，更好的處理在礦山開采中遇到的各項(xiàng)問題，并且其還具有數(shù)據(jù)多樣化、超高分辨率影像信息以及可直觀進(jìn)行三維分析等特點(diǎn)[1]。

在對露天礦山的測量過程中，需要對其應(yīng)開采的范圍進(jìn)行全面的測量以及監(jiān)測。露天礦山的開采以及監(jiān)測離不開使用無人機(jī)三維傾斜攝影測量技術(shù)，測量技術(shù)在整個(gè)露天礦山開采過程中發(fā)揮著很重要的作用，從起初的地貌地形圖需要測量，到最后建筑物和管線等在礦山開采中的更新，測量工作是整個(gè)工程規(guī)劃的核心[2]。在進(jìn)行生產(chǎn)期的采場、月設(shè)計(jì)圖的更新、月工程量的測量接收中都需要應(yīng)用測量技術(shù)。

1 無人機(jī)攝影測繪技術(shù)在應(yīng)用中體現(xiàn)出的優(yōu)點(diǎn)

在目前無人機(jī)傾斜攝影測繪技術(shù)的普遍使用中，漸漸體現(xiàn)出其具有的一定優(yōu)勢，其主要有：

①能直接反映出礦山等實(shí)際工程周邊的最全面、最真實(shí)的情況。②能采集出露天礦山側(cè)面的紋理結(jié)構(gòu)。③無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)圖像匹配與GPS定位技術(shù)。④可以拍攝并傳輸出高清影像以及多樣化的數(shù)據(jù)信息。⑤數(shù)據(jù)量全面、較小，并且比較容易進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。

2 無人機(jī)傾斜攝影測繪技術(shù)在露天礦山開采中的相關(guān)實(shí)施步驟

相對于以往的測繪技術(shù)來看，無人機(jī)傾斜攝影測繪技術(shù)的專業(yè)性更大，數(shù)據(jù)的處理速度較快，并且，其的攝影角度與范圍也比較廣，所以，在進(jìn)行對礦山開采時(shí)必要的測量可以方便從多個(gè)角度來對地形地貌獲取到真實(shí)的數(shù)據(jù)情況，還需要有著根據(jù)相關(guān)的步驟：

（1）在測繪開始前的調(diào)研階段。在使用無人機(jī)勘測描繪礦山面貌前，需要有關(guān)的工作人員先行去針對所要開工的礦山范圍進(jìn)行一次初步的了解，并且，在通過用無人機(jī)的試拍來對其進(jìn)行拍攝時(shí)分辨率的調(diào)整，爭取令無人機(jī)在進(jìn)行工作時(shí)可以拍攝到最近效果。除此之外，為發(fā)生對礦山數(shù)據(jù)了解不全面而導(dǎo)致后期無法正常開采的情況發(fā)生，一般情況下會(huì)對無人機(jī)拍攝的范圍較實(shí)際范圍更廣一些。

（2）規(guī)劃好航拍的路線。經(jīng)過上面獲取的拍攝范圍制定出一份完整的地形數(shù)據(jù)信息。并且將其導(dǎo)入到控制無人機(jī)運(yùn)行的軟件中，然后根據(jù)此類范圍，增添拍攝時(shí)的分辨率以及航拍角度等相關(guān)的信息參數(shù)，最后通過精準(zhǔn)的計(jì)算制定出相應(yīng)完整的無人機(jī)航拍路線。

（3）進(jìn)行外業(yè)航拍與數(shù)據(jù)的整理分析。當(dāng)無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)開始對礦山進(jìn)行測繪時(shí)，具有專業(yè)化的工作人員應(yīng)該在無人機(jī)上裝載位于傾斜以及垂直角度的傳感器，在無人機(jī)拍攝的過程中要及時(shí)將所接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理以及歸納。無人機(jī)傾斜攝影測繪技術(shù)不但可以真實(shí)的了解到當(dāng)?shù)氐牡孛睬闆r，而且還可以經(jīng)過先進(jìn)的GPS定位技術(shù)。

對其進(jìn)行添加地形的數(shù)據(jù)信息、影像信息等，以此來取得更好的用戶感受，最大力度的展開遙感影像的使用范圍。最后在按照事先規(guī)劃好的航線，采用多旋翼無人機(jī)來進(jìn)行對礦山全方位的航拍，為保障其最后傳回?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還需要采取手動(dòng)控制無人機(jī)進(jìn)行側(cè)面的補(bǔ)拍。

（4）對最后測繪效果進(jìn)行評價(jià)。當(dāng)無人機(jī)拍攝的信息完成傳遞后，相應(yīng)的技術(shù)人員應(yīng)該對傳送來的礦山地形測量數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一的分析并給出相應(yīng)的報(bào)告，由于其結(jié)果評價(jià)的準(zhǔn)確性主要取決于檢查點(diǎn)結(jié)果的準(zhǔn)確與不準(zhǔn)確，所以當(dāng)借助無人機(jī)采取航拍時(shí)對所接收的數(shù)據(jù)都應(yīng)該通過檢測檢查點(diǎn)的合格度與完成度來進(jìn)行數(shù)據(jù)的篩選，唯有當(dāng)檢測點(diǎn)的安裝位置符合要求或者航拍完成程度達(dá)到預(yù)期時(shí)這些數(shù)據(jù)信息才能夠被采納。

3 對無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在礦山測繪中的應(yīng)用進(jìn)行具體分析

（1）監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息更加全面。相對于以往的直拍來看，在對礦山進(jìn)行無人機(jī)測繪時(shí)其能夠?qū)?yīng)該測量的具體地質(zhì)、地貌等情況以圖像或者信息的方式進(jìn)行傳送，并且在使用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)中，還能形成整體的礦山三維模型，這相對于以后在礦山開采進(jìn)行時(shí)對一些注意事項(xiàng)有著一定的幫助作用。另外在無人機(jī)攝影測量技術(shù)過程中，還可以有效的獲得露天礦山監(jiān)測需要的DOM信息、高分辨率的影像信息等立體模型數(shù)據(jù)。

（2）為礦山的管理工作提供有利的保證。由于無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)具有高分辨率測量功能，可以使管理者能直接觀察到露天礦山所進(jìn)行的開采工作，有利于避免問題的發(fā)生情況以及制定出具有保證的管理措施。目前，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)越來越成熟，已經(jīng)可以做到為技術(shù)人員和礦山的管理工作人員提供出大量的高清影像以及多樣化的數(shù)據(jù)信息，借助這些數(shù)據(jù)信息，相應(yīng)的礦山管理人員可以對其地貌有著一個(gè)更加全面的掌握，進(jìn)而在以后的礦山開采過程中提供更加全面的資料以及數(shù)據(jù)依據(jù)，這相對于對礦山周圍的生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及土地復(fù)用工作都是有益的。

4 結(jié)語

相對于以往的礦山測繪而言，這種帶有科學(xué)技術(shù)的測繪方式具有比較大的優(yōu)勢：不僅在一定程度上降低開采的成本，提高測量數(shù)據(jù)的精確度，還保障出測量工作人員的安全。不僅能反映出真實(shí)的地形地貌情況，而且還可以通過添加相應(yīng)的GPS定位技術(shù)，方便的嵌入精準(zhǔn)的地形地貌信息，給用戶更好的體驗(yàn)感受，加強(qiáng)遙感影像的使用范圍。目前傾斜攝影測量技術(shù)已經(jīng)在國外的很多領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，如：應(yīng)急指揮、災(zāi)害評估、環(huán)保等相關(guān)領(lǐng)域。與此同時(shí)，使用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)不僅可以采取對露天礦山進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，還有效的減輕相關(guān)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，加強(qiáng)了礦山開采的效率，減少了對礦山的監(jiān)測期限，提高對露天礦山監(jiān)測的準(zhǔn)確性，不過，當(dāng)下的無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)還存在著很多的不足之處，仍需要對其進(jìn)行不斷的創(chuàng)新以及改善。