无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用

张会彬 赵国剑  侯彦虎

中国人民解放军 32017部队 甘肃兰州 730000

摘要：在采矿业的测量制图业中，以无人机倾斜摄影技术为辅助的摄影测量技术是新时代进行测绘工作的有效手段。无人机倾斜摄影技术的使用过程中，由于采用了多种数据采集方法，在拍摄和制图领域具有很高的精度和高分辨率，因此被广泛使用。基于此，本文主要从无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用做具体论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：无人机倾斜摄影技术；矿山测绘；应用

引言

随着现代社会科学技术的不断发展，计算机电子信息工程技术在各个行业都得到了广泛应用。无人机航测技术包含垂直摄影技术和倾斜摄影技术两个方面，后者有效的改善了垂直摄影无法获得更多方位信息的弊端，逐步实现了多角度获取测绘区域信息的目的，显著的提高了测绘精度。与传统的测绘技术相比，无人机倾斜摄影技术具有精度高、周期短的优势，因此逐渐应用于各行业中。鉴于此，本文以无人机倾斜摄影技术为例，简要的讲述其在矿山测绘中的应用。

1无人机倾斜摄影测量技术概况

无人机倾斜摄影测量技术相关内容主要从以下方面分析：无人机倾斜摄影测量技术使用的早期，它主要用于载人飞机，主要目标是使用摄影图像获取有关建筑物外墙纹理的信息。得益于无人机技术的飞速发展，再加上现代动态GPS定位技术和图像处理技术的飞速发展，倾斜摄影测量技术和无人机技术逐渐被结合起来，以创建大规模的图像和地形图。也开始用于工程测绘等领域，扩大了使用范围，提高了测绘的准确性，缩短了测绘周期。

2人机倾斜摄影技术优势分析

与无人机垂直摄影技术以及其他测绘技术相比，无人机倾斜摄影技术具有明显的优势，主要体现在：①无人机倾斜摄影技术实现了多角度、多方位实时动态拍摄的目的，促进了矿山测绘由二维向三维转变，为实现智能化矿山奠定了基础；②具有分辨率高的优势，无人机倾斜摄影技术采用了多个无棱镜头，实现了多角度、多方位拍摄的目的，有效的弥补了垂直摄影仅能获取垂直影像的弊端，提高了影像资料的分辨率和精度；③降低了测绘盲区的出现概率，垂直摄影技术受地形地貌以及垂直摄影影像，在测绘过程中往往出现较多测绘盲区，而无人机倾斜摄影技术有效的改善了上述弊端；④具有经济优势，无人机倾斜摄影技术能够在较短的时间内获取较大面积的影像资料，减少了的大量测绘人员外业工作量，缩短了测绘周期，降低了测绘成本，具有较高的经济意义。

3无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用

3.1原始数据的采集

无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用之一是原始数据的采集。本文以矿山测绘中的地形图测量工作为例，分析该技术在矿山测绘中的应用效果。矿山地形图测绘的原始数据包括测绘区域的影像数据、地面相控数据、POS数据等。测绘所使用的无人机为HO1300无人机，摄像机采用南方测绘生产的数字航空摄影相机，搭载辅助系统等，其中摄影相机从垂直以及4个倾斜角度对矿山区域进行拍摄。根据矿山地形地貌以及区域气候状况，拍摄时间为6月初，本次设计飞行高度为300m，航向重叠度为75%，旁向重叠度设置为65%，设置地面像控点密度为每平方米布设像控点3个。

3.2像片控制测量

无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用之二是像片控制测量。像片控制测量是无人机倾斜摄影技术中必不可少的环节，能够有效的提高航测精度。因此，像控点的布设要严格按照相关标准规范以及地形地貌变化特征执行，需注意以下几点内容：①像控点的布设密度要根据地形地貌变化进行调整，对于地形地貌复杂多变的区域，应尽可能的提高像控点的密度，在地形平坦区域或者地形地貌变化幅度较小的区域可以适当的降低像控点的密度；②若测绘区域需要进行划分子区，则像控点一般布设在图轮廓线外，且应该位于旁向大于100m的部位。③像控点的布设位置应在空中易识别的位置，一般可布设在不存在争议的容易识别的区域，如田角、房角等部位；或者可以布设在地形较高的山头处，一般位于山头地形较为平坦的区域；④尽可能的避开植被发育区域或者高大建筑物拐角等部位，在上述部位容易因遮挡而使得像控点无作用，降低航拍精度；⑤像控点的布设应尽量避开测绘区域大面积水域区域；⑥像控点的布设应充分考虑再利用原则，尽可能的布设在交通条件好以及易于保存的区域。

3.3空中三角剖分加密技术

无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用之三是空中三角剖分加密技术。在制图过程中很难避免环境因素对测绘工作的影响，例如植被因素。因为这些外部因素会导致无人机在倾斜摄影技术的使用过程无法满足实际的地面控制点测量要求，或者在制图区域中存在无法测量的盲点。此时，三角加密处理的校正特征被突出显示，并且三角加密处理和校正可以有效地补偿不满足映射精度标准的问题。三角加密过程的特点是使用某种软件来精确评估图像外部的方向元素并消除干扰因素，这不仅可以提高测量精度，还可以有效地改善不稳定地形的测绘条件。在完成三角加密处理的基础上，可以根据矿图中输出数据的要求生成DOM，DEM，DSM等模型。

3.4点云数据获取

无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用之四是点云数据获取。由于倾斜摄影测量获取的影像数据包含了垂直方向和倾斜方向的影像数据，因此，单一的影像数据模式不能满足数据解算的基本需求，还需要进行多视角、多方位上的计算问题，此时需要进行多视角联合空中三角加密测量。在完成多视角联合空中三角加密测量的基础上，经过连接点提取、自由网平差、纠正、区域网平差等处理，进一步生产出密集点云数据。在密集点云数据获取过程中需要经过点云数据的提取、合并、优化等处理，并经过航拍过程中自动存储的POS数据的外方位元素，采用特制匹配的方式获取高密度点云数据，进而输出高密度DSM数据等，为建设三维矿山地形提供基础资料。

3.5地形图生成

无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用之五是地形图生成。在完成上述数据处理的基础上可以生成矿山大比例尺地形图，将处理后的最终影像数据导入相应的制图软件，开展内定向、相机畸变等处理，根据矿山地形开展高程信息采编工作，信息采编应按照比例尺要求控制疏密，核对无误后输出相应的大比例尺地形图，并进行地形图核查，若存在问题，及时查找问题原因并及时更正，直至无误后为止。

结语

总之，无人机倾斜摄影测量技术在矿山大比例尺地形图测绘中具有明显的优势，显著的减少了测绘人员外业工作量，提高了测绘效率，降低了测绘成本。将无人机倾斜摄影测量技术应用于矿山测绘，明显的提高了测量精度，为矿山建设奠定了基础。此外，倾斜摄影技术获取的影像数据含有三维信息，为建设三维矿山以及智能化矿山奠定了基础。

参考文献

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