礦山治理中無人機傾斜攝影測量技術的應用

茍彥梅

（甘肅林業職業技術學院，甘肅 天水 741020）

最近幾年，無人機航拍系統廣泛的應用到測繪領域。衛星遙感以及常規航拍技術具有周期長和費用高的特點，并且不能快速的將信息數據進行更新。無人機航拍系統是對以往的航空攝影測量手段做了大量的補充，具有很多方面的優點，比如高效快速、費用低、靈活以及適用的比較廣泛等，在較小領域以及難以飛行的區域都可以快速的獲取各種信息。

1 無人機傾斜攝影系統概述

航拍系統在傾斜攝影中是獲取原始影像不可缺少的設備，無法被其他設備所代替。航拍飛行棋和航攝儀構成了航空攝影系統。航攝儀具有的性能參數對飛行載體提出了更高的要求，飛行載體在各個方面都為航拍儀提供了可靠的依據。

（1）無人機飛行平臺。由于無人機具有不同的方向，使無人機的性能標準存在很大的差異。為了控制無人駕駛無人機，他們對飛行標準提出了更高的要求，主要表現在安全性、實際升降機、有效載荷等幾個方面。比如：第一，無人機的最低載重量為4斤；第二，多旋翼巡航速度超過每秒6m的速度，固定翼無人機的巡航速度要高于每秒10m的速度；第三，電池動力續航時間＞半個小時，內燃機動力續航時間＞1小時；抗風性要大于4級風速。

（2）傾斜相機的性能要求。根據無人機航空測量的相關規定，航空攝影照相機大概需要3500萬美元。在傾斜的像素照片中，相機不可以被管控，但是可以控制顯示的圖片。必要時可以將圖片進行傾斜，能夠碰觸到樣本，曝光時間、注冊表、操作時間等。比如：第一，第一次傾斜攝影獲取的像素越高越好，但是要結合設備成本進行思索，一個鏡頭不能小于2000萬像素，每次曝光不小于1億像素；第二，工作時長最低達到90min；第三，具有定點曝光的功能，保證影響重疊符合要求。

（3）傾斜攝影測量技術具有的特點。①傾斜攝影影像數據的三維性。傾斜攝影可以拍攝出全面、多角度等影響數據，可以充分的體現出地物地貌具有的屬性，如顏色、位置等，可以全面的體現出地物的具體狀況和屬性。②傾斜攝影影像數據具有高效率性。傾斜攝影測量技術可以通過無人機等很多飛行載體對影像數據進行全面的搜集，因為無人機具有容易操作、成本低等特征，能夠加快搜集數據的速度，與此同時為人機還可以大范圍的獲取紋理數據，并且提升三維建模的效率，節省三維建模的成本。

2 礦山環境的恢復治理

近年來，科學技術的不斷推進，現代信息化技術的快速發展，國家對自然環境的保護引起的高度重視，礦山環境的恢復治理是各地區環境治理的主要方向。

礦山環境的恢復治理主要是擴大礦山綠化的規模、將露在巖石邊上的植被進行維護等，由于礦山位置極其特殊，又經歷了長時間的開采，使傳統測繪的工作很難進行，并且測量效率極低，與此同時以往的測量結果不能為礦山治理的恢復提供可靠的數據支持。所以在對礦山的全貌進行測量時需要運用無人機傾斜攝影測量技術構成的三維實景模型。

3 在礦山治理中無人機傾斜攝影的具體應用

（1）測區情況。本研究將鸚鴿村的露天采石場作為實驗對象，鸚鴿村地處于陜西省寶雞市太白縣，地形條件非常復雜，屬于秦嶺山脈。在測量區只有眉太公路可以到達，交通非常的不方便，在那個地區四季氣候非常明顯，這次測量區橫向長約400m，縱向長約500m。

（2）目標確認和空域申請。在使用無人機航拍之前，需要結合具體的目標任務設計好飛行計劃，同時還需要做好航拍區域的申請規劃。飛行計劃主要包括：第一，測區概況：需要對測試區域的位置、測試區域的示范田以及地理環境進行全面了解；第二，需要明確航拍比例尺和行高；第三，確定無人機升起和降落的具體位置；第四，選擇合適的航拍相機；第五，明確航拍日期。為了使空域資源得到最大化的使用，確保飛行安全，在無人機航拍之前需要相關規定申請試驗區空域飛行的許可。如果沒有得到飛行許可，就需要重新設計飛行的規劃等，做好充分準備，向空域管理機構重新申請飛行許可。

（3）設計航線技術。根據相關的技術參數包含設定路線、設定飛行等很多個方面。結合大操作區域的規定，按照地圖的分辨率以及比例尺，把這個區域的地形景觀條件有效的整合到一起。表1為測圖比例尺對應地面分辨率的情況。

表1 測圖比例尺對應地面分辨率

準備好地面工作之后，地面需要在陽光晴朗、無云等條件下，執行低空無人機拍攝。地面工作人員需要對傳送過程中得到的數據進行對比，及時的對存在缺陷、照片丟失等進行補拍。當數據檢查符合相關要求之后，可以將無人機收回，完成飛行任務。

（4）對點布設情況進行嚴格檢查。根據低空攝影測量內外業對成圖精準度的要求，在設計空點時需要按照以下要求進行：首先，在地形比較復雜的區域，無人機航拍之前需要在地面上安裝清楚的標志，這些標志可以當作控制點，以便于使穿刺點的精準度和控制點的穩定性得到有效保證。其次，照片控制點需要根據航線分散布置到整個測試區域。需要在同一位置的平面點和高程點分散布置。一般情況下，像控點需要分散布置在相鄰航線中間相互重疊的部分，如果航線旁邊重疊面積太小，甚至沒有重疊的部分，就需要分開布置像控點。再次，因為受外界環境的影響，使布設位置邊緣會發生變形，逐漸增大投影的誤差，對后期拍攝圖像的準確穿刺以及準確解釋產生不利的影響。所以，控制點不能布設在距離圖像邊緣太近的位置。通常情況下，控制點需要布設在重疊點附近的中線＜3mm的位置。如果大于3cm就需要單獨布設。最后，在分散布置控制點時，盡量符合相關的規定，如可以布設在像主點和方位線呈90°的直線位置旁，像控點同樣也可以分散布置在航向方向相互交叉的位置。

這次的檢查點是在像控點中選擇了六個位置當作檢查點，檢查點主要使用海大V30 RTK，利用GPS RTK測量方式測量檢點的大地坐標。

4 結論

因為無人機傾斜攝影技術在我國得到廣泛的普及和應用，完善了以往測繪的模式，在一定程度上使測繪行業的作業效率得到有效提高。目前有很多礦山三維模型的產品以及服務都如雨后春筍般的出現，在這種背景下會使我國的土地資源得到最大化使用，完善土地空間。本文經過對無人機傾斜航拍測量技術進行深入的研究和擬定，在一定程度上會使無人機傾斜攝影測量技術得到更加廣泛的應用，更好地服務于國家的建設。