探析無人機在大比例尺礦山地形測圖中的應用

無人機航空攝影測量技術具有運輸和組裝方便、成本低、響應快、避免空域控制、起飛方式多樣、數據處理方便等優點，主要體現在無人機飛行平臺、數碼相機系統、地面監控系統、配套軟件系統，大比例尺礦山地形圖的自動處理程度越來越高，應用越來越廣泛。

鑒別原理：因為硬水中含有較多的可溶性鈣、鎂化合物，待水分蒸發后，在玻璃片上殘留的固體物質自然會較多，而軟水則較少。

1 無人機攝影測量工作原理與特點

無人機航攝技術是集多項高新技術為一體的測繪地理信息前沿技術，在無人機技術與航空攝影技術的基礎上，引入了全球衛星定位技術（GPS）和數據傳輸技術。工作原理是事先規劃好航飛路線與范圍，對測繪對象進行影像數據采集，外業數據采集完成后，進行內業處理。根據影像的內外方位元素進行空三加密，計算每張影像的6個外方位元素，完成空三加密，在此基礎上通過建立密集點云，輸出高分辨率的航測成果（DOM）。

植物的生長過程往往需要一段較長的時間，在描寫植物時我建議學生對其進行一段時間的觀察，并拍下照片，寫作時讓他們一邊看圖，一邊回憶，把植物的生長特征寫清楚，寫完整。

根據航攝成果人工制作線劃圖，經整飾后形成最終的大比例尺礦山地形測圖成果。無人機航攝系統由飛行控制系統、飛行平臺與影像傳感器三大部分構成。①飛行控制系統主要用于對無人機飛行平臺的控制以及任務載荷的管理。②飛行平臺指無人機的機體，一般分為旋翼機、固定翼、混合翼等三類。③影像傳感器指用于開展航攝的各類傳感器等，如單反相機、多鏡頭的傾斜攝影相機等。

2 現有無人機航測技術概況

2.1 無人機垂直攝影測量

對于無人機攝影測量而言，它是當前發展中的一種重要測量方法。特別是對于低空無人機攝影測量，它是一項具有發展潛力的測量技術，為技術領域的發展和數字城市的建設提供了支撐。無人機航空攝影測量在各個領域得到了廣泛的應用。由于它具有速度快、測量精度高的特點，可以根據不同的地理環境改變相應的形式和方向。因此，無人機攝影測量在工程測量等相關領域顯示出很高的應用價值。在社會經濟快速發展的同時，城市化速度明顯加快。城市進行了區域規劃和水利布局。在開展工作之前，需要根據地形條件進行綜合分析。數據需求也比較大，對質量的要求也有所提高。無人機攝影測量技術由于其相對較高的分辨率，通過與數字測量軟件的集成，可以在一定程度上簡化后續環節的數據處理和分析，從而提高測量質量。借助無人機攝影測量，可以及時獲取相關數據和數據，采集量能夠滿足實際需要。由于無人機攝影測量具有較強的靈活性、較低的成本和方便的操作，對測繪行業的發展產生了很大的影響。礦山地形測繪是基礎工程中較為重要的環節之一，直接影響到施工質量。因此，無人機攝影測量在使用中需要合理使用，并應加強對該技術的研究，以體現無人機攝影測量的作用。

2.2 傾斜攝影測量技術

像控點布設包括四個方面的內容，即影像分析、點位選取、像控點測量、像控點刺點。影像資料分析方面主要分析了航線間隔及旁向重疊度，分別以30%～40%、65%～75%為準。無人機攝影作業區域，航向超出航空攝影區域范圍需要控制在3～6條基線。相片的傾斜角度、旋偏角、航線彎曲度，分別小于4°、8°、3%。高度方面，同一條航線高差應在30m以下。在相片上的實際航線與設計航線之間的偏離范圍要求控制在10cm以內，確保滿足精度要求，為有效控制技術，需要注意加密影控點的強化，在不規則區域內，設置凹角處高程點。相片位移誤差不大于30m，在像控點測量方面，選擇了全站儀配合RTK雙頻GPS接收機，對本次的像控點進行測量。在像控點刺點方面，刺點誤差應保持在相片上0.1mm以內。

在明代，作為湯顯祖“臨川四夢”之一的《牡丹亭》，同樣講述了一個男才女貌的才子佳人愛情故事，問世以后，深受讀者喜愛，也產生了廣泛而深遠的影響。沈德符《萬歷野獲編》說：“湯義仍《牡丹亭夢》一出，家傳戶誦，幾令《西廂》減價。”陳石麟在《玉茗堂全集序》中說：“惟‘思夢記’。真堪壓倒王（實甫），董（解元），關（漢卿），馬（致遠）。 ”[3]由此，湯顯祖的《牡丹亭》也成為明代劇作的代表作品，它所體現的也是青年男女追求自由愛情，反對封建禮教的主旨。

3 無人機攝影測量在礦山地形測圖測繪中的應用現狀

垂直攝影測量是指無人機配備單鏡頭相機和定位姿態確定設備，根據一定的航向和橫向重疊以及航路規劃軟件規劃的航路軌跡，完成從空中到地面的垂直攝影。由于垂直攝影，獲得的圖像側面信息較少，主要是頂部信息。在有屋檐的區域，不可能糾正屋檐。它配備了非測量數碼相機，因此獲得的圖像有失真，并且朝向圖像邊緣的失真越大。在數據處理過程中，需要對圖像進行畸變處理。該方法主要用于制作數字正射影像、大比例尺礦山地形圖和數字高程模型。其優點是圖像采集效率高，持續時間長；缺點是單鏡頭，精度差，無法校正。

4 無人機攝影技術在大比例尺礦山地形測圖中的實際應用

4.1 案例概述

選取自東向西飛行的整體航向，航空攝影地面高度控制在700m，相對航高控制在650m，地面分辨率平均0.13m。滿足測繪方案中要求的1：2000比例尺的成圖標準。

4.2 航空攝影

以某礦山地形測圖測量為例，選擇1：2000大比例尺礦山地形測圖測繪為例，選定無人機測繪方案后實施測繪任務。做好各項準備工作后，先根據航飛范圍布設像控點，再開展航空攝影測量任務。內業數據處理方面，經數據預處理后，精準計算空中三角測量結果后，生產DEM與DOM等航測成果，基于航測成果、人工繪制礦山地形測圖并進行精度分析。無人機生產大比例礦山地形測圖技術流程如圖1所示。

編者按:始于20世紀70年代的語言認知研究關注的是語言與思維的關系，國內外學者從不同的視角描述和解釋人類認知能力對語言結構和表達的影響。近10年來，隨著科學技術的發展，語言認知研究呈現出跨學科、新范式和多維度的特點。為及時反映語言認知研究的這些新變化，本刊特組織該領域的部分學者根據他們近幾年的研究成果撰寫了相關文章。這些文章分別從句法、語義及語用加工等方面，探討了認知能力與語言結構和語言表達的復雜關系，反映了語言認知研究的前沿領域。本刊將這些文章分2018年第6期和2019年第1期兩期以專欄形式刊出，以促進該領域的學術交流和進一步研究。

本次航飛選擇成都縱橫有限公司生產的CW10混合翼無人機，如圖2所示。

4.3 像控點布設

無人機傾斜攝影測量技術是遙感測繪領域的新興技術之一。通過在同一飛行平臺上攜帶一組五鏡頭傾斜攝像機，采集垂直和傾斜等不同角度的圖像，將其分為前視圖、后視圖、左視圖和右視圖。它與IMU/DGPS合作獲取高精度的姿態和位置信息，并通過特定的數據處理軟件進行數據處理，將所有圖像集成到統一的坐標系中，獲得更完整、更準確的地物信息。因此，與傳統的測量技術相比，傾斜攝影技術具有效率高、精度高、性價比高等優點，其應用越來越廣泛。

4.4 影像預處理

本次在DEM制作時，對成果進行了人工編輯，保障了對復雜實物的細致分析與糾正處理，為DOM制作提供相對準確的數據。自動生成DOM過程中涉及對DEM數據的處理、對影像的勻光勻色處理、對相關色調的均衡處理。在實際開展DOM制作時，需要通過人工編輯方法對DOM進行糾正處理、鑲嵌處理，盡量使其色彩與幾何特征滿足礦山地形測圖測繪后續的使用需求。

4.5 空中三角測量

在本次測繪工程案例中，地物點平面、高程點位中誤差分別為1.5cm、1.1cm，以計算結果為依據繪制誤差分布圖，用以直觀性反映檢查點誤差情況，完成所有檢查點誤差分析后，發現本次測繪點位誤差均處于0～0.39m范圍內，精度合格，符合1：1000礦山地形測圖測繪標準。完成精度分析后，將本次測繪所得1：1000礦山地形測圖數據與現有礦山地形測量圖在CASS制圖軟件中套合比較，全面了解應用無人機航攝技術所得的大比例尺礦山地形測圖精度，明確無人機航攝技術效果。

4.6 DEM與DOM制作

由于無人機航攝過程中相機的系統誤差會對測量精度產生影響，因此需要對影像實施預處理，具體參數需以相機檢校報告為準，選擇DPGrid系統內自帶的小像幅影像畸變差校正模塊，進行畸變差改正處理。

4.7 礦山地形測圖繪制

空中三角形測量主要依據少量的野外控制點，獲取加密點坐標以及影像外方位元素，提供更高精度的定向成果，保證數字礦山地形測圖的數字精度。空三測量通常包括四個流程，即相對定向、模型連接、平差解算、絕對定向。采用Smart3D軟件進行全自動空三測量。

4.8 影像成圖精度分析

本次精度分析中共抽樣了占本區域10%比例的4幅礦山地形測圖，對83個檢查點進行了外業檢查，地物點點位中誤差、高程中誤差分別為±0.69m、±0.72 m，滿足了本次測繪精度要求，指標科學合理。在測量完成之后，需要全身審核無人機攝影測量結果，確保測量數據的精準度、影像的完整度，結合設計方案，繪圖，經過審核之后開展驗收，出具評估報告，遞交上級部門。

5 結語

無人機能快速高效完成大比例尺礦山地形測圖測繪以及DEM、DOM等測繪產品的生產，逐漸在測繪地理信息產業中得到廣泛應用。在大比例尺礦山地形測圖測繪中，可根據實際的礦山地形測圖測繪對象、測繪內容，選擇成本相對低廉、測繪技術相對便利的資源，設計與實際礦山地形測圖測繪需求一致的技術方案。基于此本文研究可得知，無人機技術在礦山地形圖測量中，具有以下優勢：

（1）擴大測量范圍。在以往開展工程測量工作時，工作人員必須到達測量現場，同時利用專業的測量儀器來開展測繪工作。通過這種方式開展測量工作，會造成實際測量范圍比較小，并且不利于提高測量數據的精準性，進而影響到整個測量工作的品質。將無人機技術應用到測繪工程中，改變了傳統工程測量的方式，有效擴大了工程測量的范圍，同時還可以改善工程測量的品質，提高工程測量的速度。將無人機技術應用到測繪工程中，可以測量到工作人員難以到達的區域，同時通過無人機獲得的測量數據還具有較高的精準性。因此，依托于無人機開展工程測繪工作，一方面可以有效改善測繪工程的品質與速度，另一方面也可以提高測繪數據的精準性與可靠性。

也正是冤家路窄，柳紅驚恐萬狀地竄出玉米地，就瞧見那個偷瓜賊抱著一只大西瓜，篤悠悠地朝玉米地走來，他大概也把這片玉米地當作掩護偷盜的天然屏障了。癩阿小走到玉米地邊上，剛想松口氣的當兒，柳紅突然從玉米地里跳將出，沖他大喝一聲。與其說他是被柳紅嚇倒了，倒不如說是被這種突發性的狀況所嚇倒了；癩阿小見到柳紅就跟見到鬼似的。不由自主地扔下那只大西瓜，轉身就跑。

（2）提高地形測量安全性。在傳統測繪工程開展過程中，工作人員必須到測量現場進行實地勘察，然而我國國土面積龐大，各個區域的地形特征也有著明顯的不同，假如人員未能了解區域地形，盲目測量，將會威脅人員工作安全。此外，當出現突發性地質災害時，工作人員采用以往的測繪方式開展測量工作，會對該區域人民群眾的生命安全造成不良影響。而通過無人機技術的應用，工作人員不再需要到現場進行勘查，直接可以通過無人機來獲取發生地質災害現場的各項數據信息，并將其數據信息直接傳輸給救援單位。以此快速做出反應，保證人民群眾的生命財產安全。因此，加強無人機技術在測繪工程中的應用，能夠有效提高地形測量的安全性，推動我國測繪工程的進一步發展。

（3）縮減測繪成本費用。工程測繪本身屬于一個較為龐大的工程，需要投入大量的資金，在以往開展測繪工程過程中，工作人員需要大量購買測繪設備、測繪儀器，還需要攜帶不同測量設備到現場實施勘測，測量數據等，這必然會導致測量工作產生較大的費用支出，給測繪工程經濟產生較大的負擔，還會威脅人員安全。在測繪工程中，使用無人機技術，工作人員只需控制無人機就可以獲取測量區域的各項數據信息，不再需要工作人員到現場進行實地測繪。此外，工作人員也不用購買各種規格的測量設備和儀器，節省了測繪工程成本支出，同時也免去了對測量設備和儀器的維護與保養。因此，在測繪工程中應用無人機技術，一方面能夠降低測繪工程的成本支出，用最少的資金換取更大的價值，另一方面也可以降低測繪工程的資金占用。

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