礦山規劃實景三維建模技術應用

在礦山規劃環節對于規劃的質量要求非常高，因為規劃水平的高低直接影響到礦山的發展。因此在該項工作開展時，必須要將實景三維建模技術應用到實踐當中從而提高礦山規劃的效果。

1 三維規劃方法

1.1 無人機傾斜攝影技術

傾斜攝影是目前人們研發和應用的先進測繪技術之一，其主要包含攝影數據錄取以及數據處理等技術。該技術在應用時，需要使用多臺傳感器搭設到統一平臺上，可以直接完成多個角度影像的采集和處理，然后獲取多個角度的數據信息，從而完成數據處理和應用。由于該設備內安裝有高精度定位系統，可以直接獲取影像數據與攝影時姿態信息，通過軟件可以自動化形成實景三維模型，最終可以大幅提升三維模型的建模工作效率和質量，降低人工工作的成本，產生較高的經濟效益。經過總結分析，發現無人機傾斜攝影技術主要有如下幾項特點：第一，能夠快速的拍攝真實的圖像信息，且測量數據的精度較高，圖像信息比較完善。第二，傾斜攝影技術拍攝完成影像后，利用系統內安裝的軟件可以快速的處理數據，直接獲取目標長度、高度、坡度等數據信息。第三，可以減少拍攝的成本，傾斜攝影技術在拍攝時是利用航空攝影的方式快速獲取大量的數據信息，其中包含側面紋理影像等信息，利用相應的軟件系統快速提取相關的數據信息，減少拍攝的作業成本。傾斜攝影技術在應用后，效率高、速度快、經濟效益明顯，尤其是在實景三維建模中，綜合利用價值較高，對于促進現代社會的發展和進步有著極為重要的作用和價值。

1.2 實景三維模型構建

傳統空三軟件并不能有效的處理影像內幾何變形、遮擋關系正片以及斜片存在的混合平差方面的問題，而應用ContextCapture可以快速的解決處理存在的問題，并且建模的精度非常高，分塊計算且構建出最優化的模型，從而可以形成高密度點云與TIN模型，把紋理切片賦予模型，最終可以制作出實景三維模型，具體的作業流程可見圖1所示。

2 工程應用

在礦山規劃的階段中，對于三維建模技術的應用需要依托項目實例做好技術方案來優化，并且對設計道德參數內容要進行核對，才能夠提高礦山規劃的效果，達到礦山建設的需求。

近幾年來，基于互聯網金融業務和互聯網技術的發展，各種公益眾籌平臺與日俱增。不同于傳統的公益機構直接線下捐錢的方式，公益眾籌平臺采取的是線上線下聯動，捐助形式多樣的“互聯網+公益”模式，利用互聯網的發展把公益活動往精細化、全民化、廣覆蓋式方面發展。但隨著公益眾籌平臺的發展掀起熱潮后，基于互聯網發展隱藏的不足也突顯出來?；ヂ摼W公益眾籌平臺的優勢使其深受資本市場的青睞，但其依托互聯網發展又使之成為法律上的監管盲區，容易陷入輿論危機。下面以“輕松籌”平臺為例，結合線下調研報告來具體分析該眾籌平臺的現存問題并給出解決對策。[1]

航攝工作進行中，能夠快速的獲取高精度的POS數據信息，從而對于地面點的依賴程度也會有所降低，大幅提高數據的精度水平。因此，像控點在具體的設置環節，應該結合具體設定的大比例尺平面影像空三加密要求進行控制點的設置，以城市連續運行衛星定位綜合服務系統內的網絡RTK實現觀測與控制。經過測量之后所獲取的像控點測量精度，其平面誤差控制在±4cm以內、大地高差控制在±4cm以內，完全可以達到數據精度的要求。

2.1 礦區概況

朱家尖旅游作為海島與佛文化旅游的領先品牌，對于新技術的應用有著強烈的渴求，相關部門大力推廣互聯網技術的全面引入，推出了智慧全域旅游，但是目前的AR應用只是探索階段，至今還未引入成熟的AR產品，但隨著應用前景的逐漸廣闊與明朗，結合其自身特點，主要可以在以下方面進行嘗試。

2.2 實景模型構建

在本工程項目開展的階段中對于實景模型的構建。主要是采取無人機的方式進行的，無人機的飛行高度設計為300m，正片分辨率為0.03m，航向重疊度為70%。在礦山區域布線設計的階段中，按照由東向西的方向進行操作，該工程一共設置有16條航線，主要配置了兩個無人飛機。根據上述建設模型的結果，其分辨率可以達到0.03m。

3 技術路線

3.1 處理流程

（3）規劃具有實操性。按照該礦區內分布的實際情況，明確分區開采的施工方式，總計分為4期，按照3個采取的劃分方式進行開采作業。

3.2 多視立體空中三角測量

對于傾斜航空攝像來說，它主要是通過三加密技術，利用POS，輔助攝像以及青協攝像的方式進行平茬處理，再通過傾斜POS輔助光束以及評查控置地基礎上通過建立工程要直接導入傾斜影像、相機文件、POS數據以及像控點數據，最終可以確定方位元素數據信息，明確加密點，按照求解之后的外方位元素，把所有的影響之間的數據實現密集匹配。該影像文件的包含范圍比較大，分辨率相對較高，所以在匹配設計的環節能夠及時的消除其中存在的冗余信息，然后能夠快速的識別影像內的同名點坐標數據信息，以得到最終的地物三維信息。

3.3 航攝數據預處理

航攝飛行任務結束之后，操作人員快速進行數據下載，并且同步基站GPS數據、機載GPS、IMU數據、偏心角等數據的聯合解算，然后就能夠直接獲取曝光時刻的投影中心空間數據與姿態信息，原始數據經過下載處理之后形成單獨影像數據、位置、姿態數據、飛行信息等方面的數據。根據實際應用需要，進行影像數據的處理和轉換，達到使用的要求。同時在數據預處理的階段要明確礦山規劃的標準需要，并且在建模環節對數據進行核對，一般來說針對數據意義的參數要進行二次復核，保證每一次的測量數據都為一致，預處理流程圖見圖2。

（2）開采方式合理。根據規定的標準要求做好現場開采的處理，同時在臺階高度設置上可以按照12m標準進行，對于臺坡邊角度的設置要設置為75°，而最終邊角度要控制在55°范圍之內。

3.4 像片控制點布設及測量

全市而言，4月7日的低溫凍害對寶雞市8個蘋果基地縣都造成了嚴重影響，4月16日低溫凍害主要影響鳳縣等西部山區。當時判斷全市蘋果減產30%左右，但就目前掌握的情況來看，實際減產應在40%左右。因為產量下降，蘋果價格同比增長1～2元/kg。

3.5 數據預處理

POS數據解算：RCD30Oblique內會記錄大量的POS數據信息，這些數據信息通過基站差分處理，而后在實踐階段需要按照相機的應用要求做好相機偏心角方位元素以及現元素的參數確定，并且在應用的階段中，還需要利用相機內生成的相關文件，在掌握相關文件之后，通過計算直接將相關元素輸入到系統當中。同時在數字空中三角測量工作開展階段，針對于基站差分的處理以及精密度的處理，要按照相機進度的標準要要求對涉及到的參數進行合理分析，并且做好數據的控制，這樣子才能夠將區域的各個點參數確定出來，從而在掌握相關參數的基礎上匹配結果，能夠提高精確度達到礦山規劃的標準需要。

我公司項目部工作的區域是內蒙鄂爾多斯市前旗，該地的地表地貌是以部分草原和沙漠為主，大部分的沙漠表面含有黃土，從我方項目部生產基地通往各個井場的道路基本都是以黃沙和黃土混合而成，遇上較長時間降雨或者大雨，道路會十分泥濘，人和車輛無法通行。一般來說，如果太陽照射充足，要經過兩天乃至三天的晾曬，車輛才能安全平穩行駛。從施工周期和成本角度考慮，當一個井場的壓裂施工結束后，壓裂施工車輛會開至新的井場進行施工。在新的井場壓裂施工前，井場的試氣放噴測試管線都會提前接好，保證完井綜合服務的完整進行。

3.6 三維紋理TIN模型編輯

相機在高空上進行圖片的拍攝，和地面存在一定的傾斜角度，而地面上的目標分布是非常密集的，還有橋梁架空結構、鏡面反射、目標截面較小等情況，并且有些目標已經被完全的遮擋，所以并不能準確的進行圖像的分辨和處理，所以在實際中會存在模型生成后并不能精確的反映出具體的情況，還會存在模型錯誤、漏洞、模型變形等嚴重的問題。對于三維模型結構而言，在實踐的階段中，需要按照三維紋理TIN模型編輯的標準合理的將各種技術應用到實踐當中，這樣子才能夠通過數據的獲取建立成有效的三維模型，一般來說。建立形成以GPU的分布大模塊高速處理作業平臺，對于傾斜攝影獲取的模型實現快速處理，數據和圖像的精度非常高，在實踐階段中，模型它是自動化建設應用的，能夠通過此類模型處理二維以及三維漏洞修復結構問題，達到糾正區域參數編輯處理的需求。最終可以形成精度較高的模型，明確編輯作業流程和標準，處理效果得到根本性的提升。

4 綠色礦山建設規劃

在礦山規劃的階段中，對于三維建模技術的應用需要了解礦山開采規劃的內容，同時做好相關災害治理的規劃控制，并且對涉及到的生態修復以及規劃重點進行全面分析，這樣才能夠將三維建模技術的效果發揮出來。

4.1 礦山開采規劃

（1）邊開采、邊治理。該操作方式主要是在開采的同時通過一個采區采用三種臺階的方式進行治理，在治理的階段中考慮到邊開采邊治理的操作原則，嚴格的做好工藝的規范控制，這樣才能夠將礦山開采規劃方案落實到實踐當中滿足礦山工作的要求。

根據單因素實驗結果，在pH、回流提取溫度、回流提取時間分別為5，50 ℃和3 h的條件下，選擇酶用量(A)、液料比(B)、超聲波功率(C)、超聲波處理溫度(D)、超聲波處理時間(E)5個因素的L16(45)正交實驗設計,實驗結果見表3，方差分析見表4.

?張立民、聶新軍:《構建和諧社會下的政府審計公告制度——基于政府審計信息產權視角的分析》，《中山大學學報》(社會科學版)2006年第2期。

在礦山規劃工作開展階段，處理流程主要是按照區域的范圍以及高層相關參數做好相關的布設，航飛得到的影像數據信息以及結算之后確定的姿態信息；按照獲取后的航空攝影具體成果進行像控點的設置，像控點在設置時，其應用的是航攝慣導數據輔助空三加密技術；以C級GPS成果作為基礎和根本，根據需要在外業設置像控點開始進行測量；通過模型軟件進行照片建模，然后利用計算機圖形計算，根據pos信息空三處理，然后可以形成點云，再構成格網，通過格網和照片即可形成三維模型，通過資料整理形成文件。

（5）降低環境污染。在開采現場選擇合適的環保措施，對于爆破作業要做好灑水降塵處理，并且在物料的運輸階段使用防塵網進行覆蓋處理。

（4）做到安全生產。做好開采現場安全管理，執行安全管理制度，加強人員培訓教育。

（6）盡量不要改變現場的林業景觀。嚴格執行開發方案和要求，確保在不會改變林業景觀的基礎上，順利的組織各項開采工作，大幅提升開采水平，增加產量，提高經濟效益。

某生產企業年產灰巖200萬噸，全部采取的是露天開采的作業方式，剝采比0.41m

，通過從上到下的臺階式的開采方式進行。該礦山總計包含3個開采區域組成，一采取可以完全正常的進行開采，但是開采的面貌相對較差，資源利用率比較低，產生較為嚴重的浪費問題，同時還有不規整的高陡邊坡的情況存在，綜合開采的成本相對較高，生態修復無法和礦山開采同時進行。緊鄰一采區的是其他兩個采區，目前還沒有進入到實際開采的階段，為原始地貌的形式。

4.2 災害治理規劃

首先在該項工作開展的階段中，需要對現有的地質隱患以及相關問題進行綜合排查，在檢查作業環節要嚴格的按照統一工作形式了解礦山結構。通過使用削坡的方式實現減載處理，設置安全平臺進行現場的覆土綠化處理。按照地形條件，設置合理的削坡臺階尺寸和數量，以滿足現場的施工要求。其二，在生產環節，根據開采規劃的要求進行開采作業，做好開采環節的全面監督與管理工作，以更好的消除安全隱患和問題。其三，經過治理完成后，進行面貌和周邊景觀的有效融合。臺階坡面規整處理，保證現場的植被顏色和周邊區域環境是協調設置的。

4.3 生態修復規劃

①根據施工現場情況選擇合適的覆土方式。臺階平臺位置上覆土的深度為0.8m～1m的尺寸，平臺外部設置有0.4m的擋土墻，且在平臺內需要設置邊溝，并且開挖設置合適的集水池，以滿足正常開采工作的需要。②生態修復后，保持和現場環境有效的融合。開采區域內，植被修復選擇合適種植的植物類型，防止存在外來物種入侵的情況，并且做好植被覆蓋處理，比如松柏、苜蓿等。如果生態條件允許，在開采全部結束后，可以進行復墾，恢復農田種植的狀態。③設置必要的防風固沙措施。排水溝、集水池等要設置足夠的數量，尺寸合格，嚴格按照技術標準要求進行施工，且選擇容易種植的草籽，提高樹木成活率。④盡量不要改變原有植被效果。在開采的環節，對于已經恢復種植的區域來說，在達到礦山開采的要求之后，達到綠色礦山要求就不要再進行改動。

4.4 規劃實施成果

按照規劃方案，有序組織開展礦山開采、生態修復以及地質災害治理等方面的工作，可以有效的改善和修復礦山面貌，及時恢復生態環境，不僅可以有效的開發和利用礦產資源，同時還能夠避免地質災害帶來的不良影響。在規劃工作開展階段中當相關工作完成以后，就需要進行第三方機構進行現場的評估處理。通過評估參數的核定，礦山的各項指標都能夠滿足實際要求，這就說明了無人機傾斜攝影技術的應用，能夠給礦山規劃工作開展基礎，可以推進礦山建設工作的開展，能夠在應用階段中發揮出應用價值。

5 傾斜攝影測量規劃要點解析

5.1 數據獲取的精確度

在三維建模的過程中對于數據的精確度要求非常高，但在測量的階段中由于拍攝的角度比較多，很容易出現圖片分辨率下降的情況，使得拍攝之后的圖片比例就會存在一定的局限性，會給數據獲取造成一定的影響。雖然較之傳統攝影測量技術存在非常明顯的優勢，能夠實現多個視角的拍攝，避免出現數據遺漏的問題，但是也會受到樹木、地物等方面的干擾影響，造成拍攝精度下降、數據信息存在偏差等，極大的影響后續工作的進行，所以還要適當的開展補充攝影和測量工作。

5.2 航線設計

在航線設計環節，為了能夠確保實現三維的模型具備一定的精確性，要避免補充拍攝以及測量工作的使用量，就需要根據實際情況做好航線的科學部署。一般來說在航線設計階段要按照目標的區域參數做好相對應的航線路線優化，這樣子才能夠提高工作效率。如果選擇的航線不合理，容易導致拍攝覆蓋范圍無法實現整個拍攝區的覆蓋，或者重疊度不能滿足使用的要求，也可能出現清晰度不足的問題，影響后續的數據處理結果和精度，會導致飛行架次的增加、影像數量變多等，也會面臨著一系列的風險與問題，給工作的精度和效率都帶來負面的影響。

5.3 補充拍攝和測量

在礦山規劃的階段中傾斜攝影，測量工作在，正式攝影之前很容易出現圖像失真等情況，所以必須要按照實際的情況進行補充攝影以及測量工作，確保三維模型構建的參數滿足實際需求。因此在補充拍攝以及測量工作開展階段，要做好各個環節的時間配置，做好資源的合理分配，這樣才能夠提高補充拍攝的質量以及效果，從而推進礦山規劃工作的有效開展。

5.4 無人機的續航能力

在科學技術背景之下，隨著各種新型技術的應用無人機航測測量技術的應用，效果也越來越高，并且在實踐中獲取到的技術優勢也越來越明顯，但是由于無人機在空中飛行應用到的能量比較大，無人機的續航問題一直以來還是需要關注的問題。因為就目前而言，無人機續航問題時間比較短，使得作業工作量下降，因此在往后工作開展時，需要做好無人機續航能力的研究，將相關的技術更新完善，這樣才能夠提高無人機的運行水平使其能夠在礦山規劃的階段中發揮出自己的優勢，提高工作效率。

前些年，激勵政策調整不及時，一些基層全科醫生積極性不高，“看不看病都一樣”。培訓也不足，部分基層全科醫生就像“自由生長的野草”。這種狀況導致患者并不信任全科醫生。

6 結論

綜上所述，無人機航攝作業平臺有著非常高的優勢，可以根據工作需要建設礦山規劃實景三維模型，建設高精度的模型，達到數據精度的要求，還能夠提高工作效率和經濟效益，將該技術同樣可以應用到城市規劃、國土調查等領域內，尤其是建設綠色礦山，綜合利用價值較高，未來必然會有更加廣泛的應用范圍。

[1]劉志強．礦山井巷工程三維建模方法的研究與探討[J]．采礦技術,2020,20(06)：17-19．

[2]劉占寧．基于分形—地質統計學的礦產資源儲量估算研究[D]．內蒙古科技大學,2019．

[3]肖登枝．無人機傾斜攝影測量三維建模及應用[J]．城市勘測,2019(05)：81-83+87．

[4]魏善寶．基于GIS的露天礦地層建模與運輸網絡構建研究[D]．南京農業大學,2018．

[5]陳安國．基于OpenGL的煤礦三維可視化信息系統的設計與實現[D]．燕山大學,2018．