基于无人机倾斜摄影技术矿山地形精准测量方法

向定旺

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摘要：伴随着我国经济的不断发展，无人机航拍技术的运用已经得到了人们的认可。与传统摄影的技术进行相比，无人机航拍具有了更明显的优势。无人机多镜头摄影可以更清晰地向着我们展示三维地形的数据，有利于工作的人员更方便地提取与处理各种地理的信息。对此本文进行了简要的分析。

关键词：无人机；倾斜摄影技术；矿山地形

前言

无人机倾斜摄影的方法主要是以无人机为载体的，利用不同的航空传感器对于地面进行了多角度的拍摄与扫描。目前，无人机倾斜摄影的技术已经广泛应用于矿山地形的测量当中，在现代矿山的建设当中无人机倾斜摄影的技术占有非常重要的地位，除矿山地形的测量之外，无人机的技术也发挥着十分重要的作用。它在其他测绘的领域发挥着非常重要的作用，因此近几年以来该技术发展比较迅速。

1.无人机摄影测量的特点

1.1操作简便、成本较低

相比于一些航空测量设备，无人机摄影测量中投入的成本就比较少，并且人为操控较为简单，不需要过量的培训即可进行操控。

1.2图像清晰

在摄影测量工作中，无人机占据着很大的优势，其能够获得较高清晰度的图片，相比于传统的遥感测量技术，其不会受到云层的约束。因无人机可以自由的在云层下飞行，所获得的图像不会被云层遮挡而影响到清晰度，同时，无人机可以各个角度进行拍照，有效的提升了数据信息的准确性，弥补了遥感测绘技术的不足。

1.3精度高

无人机在飞行过程中可以全方位转换，并且飞行高度在一千米以内，自身所配置的摄像头是高清的，其拍摄的精度能够达到亚米级水准，因此，使用无人机来进行测量工作能够在一定程度上提升工作的水平。在我国当前矿山勘查工作中，无人机符合其精度要求，可以被广泛应用于低空摄影测量中，并且满足高精准度测绘要求。

1.4安全灵活

一般来说，无人机本身体积较小，人工操作较为方便，在稳定性和灵活性方面都要高于传统测绘技术，而且在实际的无人机操控过程中，外界的环境变化对无人机影响甚小，即便遇到恶劣的天气，也不会影响到无人机的飞行。在实际飞行过程中，如果无人机出现了故障，是不会影响到操控人员的生命安全，这就解决了人身安全这一重要问题，并且提高了矿山勘查工作的安全性。

2.无人机倾斜摄影测量在矿山中的具体实施

无人机倾斜摄影技术水平先进，能够提将信息展示地更加直观与准确，在测绘矿山的地形时可以从多个角度进行观察，将矿山的地形情况更加真实地反映出来，并且能够大大地节省人力物力以及财力，将地貌地形更加全面，更加完整地展示出来。对于传统的利用正摄影像测量所存在的不足，通过倾斜摄影能够进行弥补。无人机能够对于矿山的高度长度及各种信息直接在影像当中进行测量，将无人机的摄影技术的优势充分发挥出来，进行大规模的高空拍摄，并将矿山地质纹理用立体模型的方式展示出来，展示出有关的数据。

2.1前期考察调研

在无人机航拍的拍摄开始之前，首先要对矿山拍摄的范围进行确定，对摄影影像的分辨率以及重叠度进行确定与调整，为了避免出现意外的情况，适当对拍摄范围扩大一些。

2.2计划航线阶段

在完成前期调查阶段后，将收集的数据进行整合，以卫星影像为基础，与无人机控制软件相结合，以前期调查阶段提出的三维立体模型以及正射影像图的分辨率为条件，确定航拍高度、画面重叠度等参数，从而计划好航拍航线。

3.测量成果具体应用与分析

研究被测量的矿山地形的数字正射影像图和高分辨率三维立体模型可在无人机倾斜摄影技术的协助下获得。整个被测矿山地形的真实情况和测量区域，都可在数字正射影像图中直观地看到，同时，被测量的矿山面积、范围等数据都可在正射影像图中一一展现出来。三维立体模型可在全自动三维模型建立软件中得到立体的测量，并且该软件可以计算矿山开挖的土方量。想要动态的监测矿山地形，可以采用多种时段拍摄方法，运用这种方法，不仅能够测量立体模型，还能提供直观准确的数据，为矿山管理人员提供管理数据。

矿山的管理者可以通过倾斜摄影的高分辨率直观清楚地看到矿山地形，便于管理者调整矿山开采力度、疏通矿山排水系统、保护矿山环境、开垦矿山土地，制定相关矿山管理标准。矿山开采范围影响矿山的开采量、矿山生产能力、岩石剥离情况以及可开采年限，而矿山的开采范围可以通过数字正射影像图与三维立体模型得到准确测量。此次测量任务需要无人机倾斜摄影协同完成。较高的分辨率和较大的图像重叠度是无人机摄影的优势所在，为了克服传统矿山地形测量方法的缺点与不足，无人机测量工作人员可以在一个平稳的地方对矿山地形进行测量。无人机倾斜摄影技术有效地降低了测量成本，大大地提高测量结果的精确度，还能保证工作人员的人身安全，这些都是传统测量方法无法达到的。

当无人机摄影技术与定位系统结合运用时，除了更加真实全面地反映矿山地形情况，还能提供更加准确的数据信息、直观生动的影像信息、让使用者全方位地了解矿山地形，使无人机摄影技术与矿山测量有机结合。在矿山地形测量的相关领域中，无人机倾斜摄影测量技术广受欢迎，成为大势所趋。与此同时，为了降低测量成本、提高测量结果，很多矿山管理人员都会摒弃传统测量方法而选择无人机摄影。

4.无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用

4.1设备仪器以及数据的采集

在进行正式的测量之前首先应该提前规划好航摄的路线，根据当地的实际情况与天气等因素设定好飞行的高度，曝光时间间隔，航片数量等相关的参数，然后尽量要选择在天气情况比较好的时候进行试飞并拍摄相关的照片，模拟正式的飞行，为正式的飞行做好准备工作。准备工作结束后，需要对于航摄设备进行进一步的检查，确保航摄设备处在最好的拍摄状态中，这样才能够达到拍摄的目的。最终的拍摄效果一般是取决于两个方面，一个方面是飞行的质量，另一个方面是摄影的质量。飞行质量的保障主要依靠GPS的导航，需要高性能的硬件作为基础，在飞行前应该对于GPS导航进行全面的检查，防止因为导航出现问题而导致影响整个测量过程，另一方面就是摄影的质量。一般来说，航空摄影必须选择能见度大于2000m的碧空天气或者少云天气，尽量要保持各飞行架次气象条件一致，这样有利于最终的成果分析。对于最终的测量效果要满足能够正确的辨认出地面和物体，能够清楚的看出各个事物的轮廓。整个摄区的相片色调效果也基本均匀一致。航摄结束飞机返场后，摄影员要采用飞行管理软件，立即对获取的摄站点GPS坐标数据作技术处理，当天评价飞行质量，若有不合格航线立即组织补飞。

4.2空中三角加密处理

虽然在测绘之前已经做了充分的准备工作，但是在实际的测绘过程中，还是难以避免的会受到外部环境的影响，像一些植被、建筑物等，这些外部因素都有可能导致无人机倾斜摄影过程中出现地面控制点测量达不到实际的要求，此时就需要进行空中三角加密处理和校正工作，以用来弥补因为上述原因造成的测绘的精度达不到要求的缺陷。空中三角加密处理是建立在对影像外的方位元素进行准确预算，再结合相应的软件将干扰因素剔除，可以有效的提高测量精度，对地形条件较差区域的航测结果有明显的改善。结论

简而言之，无人机倾斜摄影技术在矿山的地质地形环境研究当中能够发挥极大的作用，无人机摄影技术的测量不仅能够减少人工工作量并且速度快，精确程度高，更加的便利便捷，在节省成本的同时更加提高了工作效率，可以说是一举两得。有利于今后的矿山治理，更有利于未来数字矿山的建设，加快我国社会现代化的进程。

参考文献

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