無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用探討

黃鑫

（南昌市測(cè)繪勘察研究院）

1 引言

信息技術(shù)在各領(lǐng)域的普及應(yīng)用，使各領(lǐng)域作業(yè)效率得到了顯著提升，尤其是在礦山測(cè)繪領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)，具備高效、高準(zhǔn)確度優(yōu)勢(shì)，給予礦山測(cè)繪工作的發(fā)展極大的推動(dòng)力。在此背景下，人們借助此技術(shù)可以減少測(cè)繪工作的人力資源消耗，降低地形地貌復(fù)雜性對(duì)測(cè)繪可行性的影響，深入優(yōu)化測(cè)繪工作的效率和效果。

2 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是礦山工程項(xiàng)目開(kāi)展中的常用技術(shù)，可以為測(cè)繪工作提供全景勘察支持。相較傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)，傾斜攝影技術(shù)具有功能完善、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。人們通過(guò)將此技術(shù)與無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)用，可以有效提高測(cè)繪工作效率，同時(shí)，此技術(shù)還適用于惡劣條件下的礦山測(cè)繪作業(yè)，以及各類高精度作業(yè)，具有良好的實(shí)用性。此外，該技術(shù)還可以基于傾斜影像當(dāng)中的具體信息，利用貼紋理的方式建立相關(guān)模型，為工作人員提供一個(gè)更加全面、具體的礦山信息模型。在技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，不同點(diǎn)位通常代表著不同空間坐標(biāo)，坐標(biāo)能夠直接對(duì)礦山紋理進(jìn)行顯示[1]。在此過(guò)程中，人們還可以運(yùn)用該技術(shù)，充分發(fā)揮配套軟件的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、高效的數(shù)據(jù)采集與傳輸。除了上述優(yōu)勢(shì)外，還具備低成本、高性能、操作便利的優(yōu)勢(shì)，可極大滿足人們對(duì)礦山測(cè)量的實(shí)際需求。

在使用傾斜攝影技術(shù)的過(guò)程中，有關(guān)人員需要依靠?jī)A斜攝影機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)繪，該技術(shù)對(duì)設(shè)備有較高要求[2]。尤其是在鏡頭型號(hào)方面，不同型號(hào)的鏡頭通常對(duì)應(yīng)一個(gè)精確具體的使用場(chǎng)景，因此，在設(shè)備采購(gòu)中，有關(guān)人員還需要結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，對(duì)鏡頭進(jìn)行針對(duì)性選擇。在實(shí)際作業(yè)中，不同的圖像需要采用不同攝影方法，但無(wú)論采用何種方法，有關(guān)人員都需要在測(cè)量的過(guò)程中，將像素控制在3500w以上，保障在傾斜攝影的過(guò)程中，可以獲取高精度的圖像。在測(cè)量的過(guò)程中，工作人員也需要避免長(zhǎng)期采用同一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)像素進(jìn)行控制，應(yīng)確保能夠適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展步伐，對(duì)技術(shù)方面進(jìn)行全面升級(jí)。在此過(guò)程中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的飛行，還要提升無(wú)人機(jī)的電池容量，避免在飛行過(guò)程中出現(xiàn)供電不足的問(wèn)題，保證無(wú)人機(jī)不會(huì)由于受到周圍環(huán)境的電磁干擾而出現(xiàn)飛行故障等危險(xiǎn)。工作人員還需要充分考慮特定條件的影響，確保無(wú)人機(jī)能夠在極端條件下，將測(cè)量工作時(shí)間維持在一個(gè)半小時(shí)以上[3]。此外，有關(guān)人員還需要在每一次測(cè)量之前，進(jìn)行電池的檢測(cè)，以此保障測(cè)量工作的穩(wěn)定開(kāi)展，同時(shí)，還要做好定期的設(shè)備保養(yǎng)和維護(hù)，避免測(cè)量受到嚴(yán)重的故障影響。

3 無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

無(wú)人機(jī)傾斜攝影的過(guò)程，可以實(shí)現(xiàn)多角度的測(cè)量，最大限度上滿足在勘察過(guò)程中工作人員的測(cè)繪需求。由此即可通過(guò)這樣的測(cè)量方法，減少測(cè)量的總體次數(shù)。同時(shí)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理過(guò)程中，相對(duì)比較直觀和立體，傳統(tǒng)的測(cè)量工作所采用的正視攝影往往面臨著測(cè)量的局限性，無(wú)法對(duì)當(dāng)前礦山，實(shí)現(xiàn)全角度的數(shù)據(jù)采集[4]。在使用傾斜攝影技術(shù)之后，采集所形成的單張影像中包含著大量的數(shù)據(jù)信息，使其不僅可以從宏觀角度對(duì)礦山進(jìn)行分析，同時(shí)也可以從局部角度出發(fā)，全面掌握當(dāng)下礦山的一些具體信息和狀態(tài)，消除了傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)下測(cè)繪結(jié)果的局限性問(wèn)題。

在傾斜攝影的使用中，首先，需要對(duì)礦山的周圍地區(qū)進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)。其次，需要將監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行預(yù)處理，消除冗余錯(cuò)誤。最后，將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的數(shù)據(jù)信息輸入到計(jì)算機(jī)中，進(jìn)行聯(lián)機(jī)計(jì)算分析，得出所需的測(cè)繪信息。這種高度自動(dòng)化的測(cè)繪流程極大地規(guī)避了人為因素造成的錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)，而且能夠大幅度壓縮人力資源的消耗，深入優(yōu)化測(cè)繪工作水平。

無(wú)人機(jī)傾斜技術(shù)的使用還可以有效達(dá)到節(jié)約技術(shù)成本的作用。在進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，由于降低了人工成本的投入，僅僅使用無(wú)人機(jī)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量，避免進(jìn)行復(fù)雜的建模工作。例如，在傳統(tǒng)的測(cè)量工作當(dāng)中，由于需要利用人工的方式進(jìn)行測(cè)量，因此就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)資料在采集與保管的過(guò)程中，受到一定程度的影響，出現(xiàn)部分?jǐn)?shù)據(jù)偏差問(wèn)題。而在應(yīng)用無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)之后，能夠基于通信網(wǎng)絡(luò)的方式，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳輸與保存，因此在有效的時(shí)間內(nèi)，就可以完成數(shù)據(jù)的傳遞，無(wú)人機(jī)傾斜攝影相比較傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)而言，實(shí)現(xiàn)了較大跨越，能夠充分滿足人們對(duì)測(cè)量信息的需求。

4 無(wú)人機(jī)測(cè)量攝影技術(shù)在礦山測(cè)繪當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用

4.1 開(kāi)采規(guī)劃中的應(yīng)用

在對(duì)礦山進(jìn)行開(kāi)采之前，工作人員往往需要對(duì)礦山進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)采集和勘察，從而制定出較為完善的開(kāi)采方案。工程可以將無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用到規(guī)劃設(shè)計(jì)中，通過(guò)無(wú)人機(jī)采集礦山區(qū)域的海拔高度、地形地貌等數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，利用計(jì)算機(jī)繪制礦山地形圖，實(shí)現(xiàn)高精度的礦山測(cè)繪工作。在實(shí)際操作中，首先需要使用CAD軟件，將測(cè)量之后采集到的各種信息，都輸入到系統(tǒng)當(dāng)中，包括礦山周邊的環(huán)境、方案數(shù)據(jù)等，并構(gòu)建出三維圖景，更加直觀具體地對(duì)礦山以及周邊環(huán)境進(jìn)行分析。此后，有關(guān)人員可以對(duì)施工方案進(jìn)行全面優(yōu)化與調(diào)整，并明確施工建設(shè)中所面臨的諸多問(wèn)題。其次，還需在設(shè)計(jì)過(guò)程中，基于傾斜攝影所形成的數(shù)據(jù)庫(kù)，明確礦山當(dāng)下的實(shí)際結(jié)構(gòu)特征，確保該工程建設(shè)與城市建設(shè)有著較高的匹配度，使工程項(xiàng)目更具合理性。在此期間，需要首先通過(guò)傾斜攝影獲得礦區(qū)地表的影像，此后可進(jìn)行空中三角測(cè)量，在得到結(jié)果后，便可對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉以及檢索，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦區(qū)的三維建模，明確礦山的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算與分析。掌握上述因素之后，就可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)性地研發(fā)與設(shè)計(jì)。通過(guò)上述手段的應(yīng)用，提升礦山測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性和測(cè)繪效率。圖1為無(wú)人機(jī)傾斜攝影過(guò)程示意圖。

圖1 無(wú)人機(jī)傾斜攝影過(guò)程示意圖

4.2 礦山施工當(dāng)中的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)可以在礦山實(shí)際的施工建設(shè)中為其提供全面的數(shù)據(jù)信息，使礦山能夠充分滿足人們的日常質(zhì)量檢測(cè)需求。無(wú)人機(jī)的傾斜攝影技術(shù)能夠高效、準(zhǔn)確地對(duì)礦山周圍的環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，保障礦山在實(shí)際施工過(guò)程不會(huì)受到各項(xiàng)外界因素的影響，提高安全勘察工作的質(zhì)量。無(wú)人機(jī)可以在飛行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)低空拍攝，更加具體直觀地為工作人員提供數(shù)據(jù)信息，幫助工作人員科學(xué)合理地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理與控制，將一些礦石安排在合理位置上，避免出現(xiàn)局部超載的問(wèn)題，以免對(duì)地層造成嚴(yán)重影響。無(wú)人機(jī)技術(shù)的使用，更加符合現(xiàn)階段施工建設(shè)的需求。

4.3 在礦山驗(yàn)收過(guò)程中的應(yīng)用

在完成施工作業(yè)之后，工程將進(jìn)入驗(yàn)收階段，在此階段，依然需要充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。在實(shí)際應(yīng)用中，主要是通過(guò)無(wú)人機(jī)的測(cè)繪，對(duì)當(dāng)下礦山的實(shí)際情況進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的采集，并輸入計(jì)算機(jī)中，將礦山的實(shí)際情況展現(xiàn)出來(lái)。在軟件的加持下，工作人員還可以對(duì)礦山實(shí)際情況進(jìn)行分析與處理，形成直觀的三維模型，便于工作人員對(duì)模型進(jìn)行針對(duì)性分析。例如，可以使用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)建礦山比例，并借助豐富、直觀、具體的測(cè)繪數(shù)據(jù)形成具體模型。這樣工作人員就可以基于數(shù)據(jù)模型，設(shè)計(jì)相關(guān)配套工程建設(shè)方案。例如，可以對(duì)周邊地區(qū)的礦山進(jìn)行檢查，利用無(wú)人機(jī)的飛行優(yōu)勢(shì)，對(duì)一些人工無(wú)法進(jìn)行勘察的地區(qū)進(jìn)行針對(duì)性的測(cè)繪，為工作提供全面的數(shù)據(jù)信息。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)而言，在應(yīng)用了傾斜攝影之后，可以有效為礦山各種工作的落實(shí)提供準(zhǔn)確的測(cè)繪信息，充分保障測(cè)量過(guò)程滿足礦山工作的需求。同時(shí)，使工作人員對(duì)礦山信息進(jìn)行全面掌握，最大程度提升測(cè)量的合理性和準(zhǔn)確性，為工作人員的工作開(kāi)展提供支持。