無人機傾斜攝影技術在礦山測繪中的應用

吳 松

（安徽省地質礦產勘查局311地質隊，安徽 安慶 246003）

礦山建設工作的順利進行與大地測量學和礦山測繪技術息息相關。準確的礦山測量和制圖工作可以提高采礦資源的效率，礦山的測量和制圖在礦山建設中發揮著非常重要的作用。比如說，通常原始的大地測量和制圖技術需要花費較長的時間，并且無法滿足當前的工作需求，這就會導致大地測量和制圖效率低下并損害了采礦效率。在這一點上，人工智能、移動通信和衛星定位等技術都已得到了很大程度上的發展，并對礦山測繪工作提供了強有力的幫助[1]。

1 無人機傾斜攝影測量技術概況

無人機傾斜攝影測量技術使用的早期，它主要用于載人飛機，主要目標是使用攝影圖像獲取有關建筑物外墻紋理的信息。得益于無人機技術的飛速發展，再加上現代動態GPS定位技術和圖像處理技術的飛速發展，傾斜攝影測量技術和無人機技術逐漸被結合起來，以創建大規模的圖像和地形圖。也開始用于工程測繪等領域，擴大了使用范圍，提高了測繪的準確性，縮短了測繪周期。

2 無人機傾斜攝影測量技術的優勢

無人機傾斜攝影測量技術在大地測量和制圖方面具有明顯的優勢，主要體現在以下幾個方面：傾斜攝影測量技術，其目標是對多個方位角和角度進行實時測量，并獲取到高分辨率的航空影像數據。其主要是用幾個測量傾斜度的五棱鏡以獲取完整的多角形天線，傾斜攝影測量技術可以有效避免了攝影過程中的遮擋問題，從而減少了航拍照片“空白”問題的出現[2]。

3 無人機傾斜攝影技術在礦山測繪中的應用

3.1 傾斜攝影在礦山開采規劃設計中的應用

在采礦作業的規劃和設計的早期階段，傾斜攝影的主要用途是提供數據以及進行大地測量和制圖。高精度的數據采集可以優化山區物體的特征結構，增加與城市規劃的一致性，并提高后期挖掘工作的可靠性。例如，多邊形斜攝影數據表明，可以通過估計每個礦區的照明時間和日光以調整礦的結構以找到最佳的設計解決方案，以及確定建模對周圍區域日光持續時間的影響，定量分析和計算規劃山脈之間距離的主要指標。其他因素包括對主題區域的視覺分析（調整對礦井內部和外部視圖的感知并尋找視野中的盲點）以及對城市地平線的分析（三維模型，用于顯示礦井在局部區域和礦井群中的高度超出高度限制的坐標），使采礦作業的效率最大化。

3.2 控制測量相片

通過采取有效合理的措施控制測量相片，就可以提高測量工作的精度和繪圖工作的效率。相關人員在進行工作時，必須嚴格按照相關規范設置檢查點。在示例文章中，導航具有選定路線的65%和60%的重疊。因而有關人員在進行確定控制點的過程中，必須考慮以下問題：

①根據實際需求將地圖上的區域劃分為多個區域。在大綱的輪廓上也有控制點。該路線通常比基線更長，最近的部分超過約100米。②必須在路徑上的兩個預定點到達徑向路徑長度的位移點，該位移點應小于基線的一半。③詳細說明與該位置所選區域相對應的控制點的地形，以確保沒有主條紋區或易于識別該區域。④在山區選擇控制點時，應選擇平坦或多山的地形，以顯著提高測量精度。如果控制點區域中具有較小的地形變化，則可以顯著提高傾斜攝影測量的精度。

3.3 數據采集與三維建模

在幾何校正，平差處理和圖像數據處理的多重調整軟件的基礎上，可以獲得礦山地區的三維模型。礦山地區地形地貌的三維建模為數據采集提供了基礎。在此基礎上，使用支持一定角度記錄的數據處理軟件來獲取有關地形的信息，即數據采集。

數據采集主要包括三個方面：第一，人工采集地面信息，即，手動采集有關測繪區域圖像控制點的信息，建筑物輪廓信息等；第二，自動采集場地的三維信息。這是有關輪廓和高度點信息的自動提取，僅需手動進行。額外的測量以補償“空”測量。此外，在收集數據時，應根據發布的地形圖的比例確定登高距及高程注記點的距離。在進行以上三個方面的數據采集工作時，相關人員必須嚴格按照國家標準規定進行，最大程度上的確保所采集到數據的準確性，以便為后面工作的順利進行打下良好的基礎[3]。

3.4 空中三角剖分加密技術

在制圖過程中很難避免環境因素對測繪工作的影響，例如植被因素。因為這些外部因素會導致無人機在傾斜攝影技術的使用過程無法滿足實際的地面控制點測量要求，或者在制圖區域中存在無法測量的盲點。此時，三角加密處理的校正特征被突出顯示，并且三角加密處理和校正可以有效地補償不滿足映射精度標準的問題。三角加密過程的特點是使用某種軟件來精確評估圖像外部的方向元素并消除干擾因素，這不僅可以提高測量精度，還可以有效地改善不穩定地形的測繪條件。在完成三角加密處理的基礎上，可以根據礦圖中輸出數據的要求生成DOM，DEM，DSM等模型。

4 結語

綜上所述不難看出，無人機傾斜攝影測量技術對于大規模的礦山地區測繪工作的順利進行起著非常明顯的作用。實際的測量實踐表明，傾斜無人機攝影測量技術可以在短時間內完成地圖繪制任務，從而提高了測繪工作的效率。該技術的優勢在于在6.5cm的平坦位置大規模獲取地形圖時存在錯誤，高度誤差為12.6cm，完全符合相應的刻度誤差要求。因此，該技術經常在現代測繪工作中大規模使用，這不僅提高了測量的準確性，而且降低了記錄和地圖繪制的成本，提高了有關單位的經濟收益。