王翰釗

（河南測(cè)繪職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 450000）

在礦產(chǎn)資源勘查和開發(fā)時(shí)會(huì)使用大比例尺地形圖，不光可以準(zhǔn)確地對(duì)工程進(jìn)行定位，還可以對(duì)資源儲(chǔ)量進(jìn)行預(yù)估。并且大比例尺地形圖中具有較為詳細(xì)的地形要素和地理信息，在現(xiàn)代化的三維礦山建設(shè)中有著較高的地位。但是對(duì)于傳統(tǒng)的地形測(cè)繪技術(shù)來說，其測(cè)繪時(shí)間較長，工作量比較大，成圖率低，導(dǎo)致在信息時(shí)代中逐漸被新型測(cè)繪技術(shù)取代，尤其是無人機(jī)測(cè)量技術(shù)。使用的傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠?qū)⒐ぷ餍侍嵘?，快速成圖，精準(zhǔn)度更高，在成本較低的情況下測(cè)繪出大比例尺地形圖，為礦山測(cè)繪帶來更多的幫助。

1 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)及測(cè)量要求

1.1 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)

信息技術(shù)快速發(fā)展，促使無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)廣泛使用在礦山工程開發(fā)當(dāng)中，能夠?yàn)闇y(cè)繪工作提供技術(shù)上的支持。和傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，此項(xiàng)技術(shù)具有更加完善的功能，實(shí)用性也有所提升。在測(cè)量時(shí)，能夠和無人機(jī)完美地結(jié)合，提升工作效率。并且還能夠在環(huán)境較為惡劣的情況下完成測(cè)繪工作，精準(zhǔn)度也比較高。在實(shí)際使用中，傾斜影像會(huì)呈現(xiàn)較多具體的信息，使用貼紋理的方式建立對(duì)應(yīng)的模型，工作人員可以對(duì)其觀察，全面地了解礦山信息。而不同點(diǎn)位一般代表著不同的空間坐標(biāo)，這些坐標(biāo)顯示出測(cè)繪的礦山紋理[1]。此外，在此過程中工作人員還可以使用此項(xiàng)技術(shù)的配套軟件，將其作用發(fā)揮出來，收集和傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候提升效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。再加上傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的成本較低，操作更為方便等優(yōu)勢(shì)，受到了更多技術(shù)人員的關(guān)注，滿足礦山測(cè)量的實(shí)際要求。

技術(shù)人員使用此項(xiàng)技術(shù)時(shí)，需要根據(jù)傾斜攝像機(jī)完成測(cè)繪的工作，這就說明此項(xiàng)技術(shù)的使用對(duì)設(shè)備要求比較高，尤其是鏡頭方面。對(duì)于攝像機(jī)來說，不同型號(hào)的鏡頭所呈現(xiàn)的精確度不同，所以在選擇鏡頭時(shí)，操作人員需要根據(jù)礦山實(shí)際情況進(jìn)行針對(duì)性地選擇。而不同的圖像所使用的攝影方式也并不相同，不管使用的是哪一種方式，在測(cè)量的時(shí)候均需確保像素達(dá)到3500w以上，此時(shí)才能夠在測(cè)繪中獲得更高精準(zhǔn)度的圖像。測(cè)量時(shí)，操作人員不要長時(shí)間使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行像素的控制，應(yīng)該保證所使用的技術(shù)能夠符合現(xiàn)階段的測(cè)量需求，并時(shí)刻更新升級(jí)技術(shù)。為了提升無人機(jī)飛行時(shí)間，一般會(huì)使用大容量的電池，避免在沒有完成測(cè)量時(shí)便出現(xiàn)電量過低的情況，也可以保證飛行過程中不會(huì)受到周圍環(huán)境的電磁干擾，減少故障的發(fā)生。如果是在特殊的條件下測(cè)量，無人機(jī)能夠保證自身工作時(shí)間不少于九十分鐘。并且在每一次進(jìn)行測(cè)量工作之前，工作人員會(huì)對(duì)電池進(jìn)行檢測(cè)，保證工作可以順利開展和進(jìn)行。在平時(shí)也會(huì)做好設(shè)備維護(hù)工作，避免在使用時(shí)發(fā)生故障[2]。

1.2 技術(shù)要求

使用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的時(shí)候，因?yàn)閷?duì)無人機(jī)飛行有著較高的要求，所以在制定飛行計(jì)劃和使用技術(shù)前應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)問題：

首先，保證無人機(jī)可以平穩(wěn)飛行。對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)來說，無人機(jī)飛行得越平穩(wěn)，那么獲得的影像質(zhì)量也會(huì)更高。所以在飛行時(shí)一般會(huì)選擇較好的天氣，這就要求提前觀察礦山的氣象資料，最好選擇在5月到7月少雨的時(shí)間。

其次，重視氣候的變化。在氣候較為良好的環(huán)境下合理選擇時(shí)間，一般為早上10點(diǎn)到16點(diǎn)進(jìn)行工作。

最后，重疊度的調(diào)整。航向和旁向的重疊度應(yīng)該根據(jù)所測(cè)量地區(qū)的地質(zhì)變化和特征進(jìn)行調(diào)整，保證所獲得的數(shù)據(jù)和影像更為準(zhǔn)確。

2 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 呈現(xiàn)多樣化的數(shù)據(jù)

無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量時(shí)能夠在不同角度測(cè)量，最大程度上滿足工作人員對(duì)于測(cè)繪的需求。在利用此種方式時(shí)減少了測(cè)量的次數(shù)，并且獲得數(shù)據(jù)也更加的直觀，這是傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)無法做到的一點(diǎn)，不能對(duì)礦山進(jìn)行全角度的測(cè)量，獲得更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。而在使用傾斜攝影后，采集的單張影像都含有較多的數(shù)信息，讓工作人員在不同的角度對(duì)礦山實(shí)際情況分析，讓數(shù)據(jù)多樣化地呈現(xiàn)出來，掌握具體的信息和狀態(tài)，解決了傳統(tǒng)技術(shù)測(cè)量結(jié)果局限性的問題。

2.2 展示更加直觀的信息

傳統(tǒng)技術(shù)一般為直拍，傾斜攝影技術(shù)在拍攝的時(shí)候多個(gè)角度地呈現(xiàn)礦山具體地質(zhì)情況，讓工作人員根據(jù)圖像了解礦山，也可以分析其中獲得的數(shù)據(jù)信息。并且使用此項(xiàng)技術(shù)所形成的三維模型，為后續(xù)開采時(shí)選擇技術(shù)和確定注意事項(xiàng)奠定基礎(chǔ)。除此之外，還可以準(zhǔn)確的顯示礦山的總體面積和長度等，讓開采團(tuán)隊(duì)的施工效率有所提升，降低人力的投入。

2.3 測(cè)繪水平更高

使用技術(shù)的時(shí)候，會(huì)對(duì)所處地區(qū)周圍的情況進(jìn)行一定的了解和監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)后得到的數(shù)據(jù)信息做預(yù)處理的工作，找到錯(cuò)誤并將其消除。并且在預(yù)處理之后會(huì)將信息傳入到對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)中，分析計(jì)算，得到更為準(zhǔn)確的測(cè)繪信息。這種自動(dòng)化的測(cè)繪流程和技術(shù)能夠減少因?yàn)槿斯ひ蛩爻霈F(xiàn)錯(cuò)誤的情況，并將人力資源消耗降低，提升測(cè)繪的水平。

2.4 提升開采工作效率

利用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，最大的優(yōu)勢(shì)就是將工作的效率提升，主要為以下幾方面內(nèi)容：第一，在實(shí)際使用中，工作人員可以通過所獲得的信息確定礦山開采可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，提出解決措施并對(duì)其有效規(guī)避，減少安全事故的發(fā)生；第二，和傳統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，此項(xiàng)技術(shù)獲得的信息更加準(zhǔn)確，信息量也更大，三維成像技術(shù)將礦山信息更加具體的展示在人們的眼前，根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以對(duì)礦山的開采做出一個(gè)更為詳細(xì)的規(guī)劃，讓其在開采中有較強(qiáng)的科學(xué)性；第三，在無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)不斷發(fā)展中已經(jīng)和高分辨率拍攝技術(shù)有效地結(jié)合，能夠提供更為清晰卻具有較高重疊度的礦山圖像，開采計(jì)劃更加完善，最終提升開采工作的效率。

2.5 減少測(cè)繪成本

無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)還可以在使用當(dāng)中節(jié)約技術(shù)和人力成本。實(shí)際測(cè)量時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)的使用降低人工成本的同時(shí)將精準(zhǔn)度提升，避免進(jìn)行較為復(fù)雜的建模工作。而在傳統(tǒng)的測(cè)繪中，需要工作人員對(duì)其測(cè)量，此時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)資料丟失的情況，測(cè)量所得數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度也不是很高，這就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差，影響較大。使用無人機(jī)之后，利用通信網(wǎng)絡(luò)將所測(cè)量的數(shù)據(jù)傳輸和保存，在第一時(shí)間上傳數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。所以這種技術(shù)對(duì)于礦山測(cè)繪來說，節(jié)省了人工和技術(shù)上的成本，滿足測(cè)量信息的需求[3]。

2.6 提供礦山管理依據(jù)

對(duì)于管理人員來說，在使用此種技術(shù)之后所獲得的高清圖像和多種類型的數(shù)據(jù)能夠成為分析礦山地形特點(diǎn)和地勢(shì)的依據(jù)，掌握更多和礦山相關(guān)的情況，從而在進(jìn)行礦山開采程度和范圍管理與研究工作中有更多的資料和依據(jù)，能夠起到保護(hù)生態(tài)環(huán)境和合理開墾礦山土地的作用，也將管理工作效果提升。

3 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在實(shí)際測(cè)量的過程中可以為礦山開采工作提供更為全面的數(shù)據(jù)和信息，讓礦山的質(zhì)量檢測(cè)滿足人們對(duì)其方面的要求。而此項(xiàng)技術(shù)在使用時(shí)可以對(duì)礦山周圍的環(huán)境準(zhǔn)確的拍攝和檢測(cè)，明確其中出現(xiàn)的問題，保證施工的時(shí)候減少外界因素對(duì)其產(chǎn)生的影響，將勘查工作的質(zhì)量和效率提升。飛行的時(shí)候進(jìn)行低空拍攝，直接呈現(xiàn)所需要的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)管理和控制，并將礦石安排在更加合理的位置當(dāng)中，減少局部超載情況的發(fā)生，對(duì)地層影響較小。此種技術(shù)滿足礦山開采的要求，所以應(yīng)該廣泛使用。

3.1 使用技術(shù)測(cè)繪前規(guī)劃準(zhǔn)備工作

在對(duì)礦山開采之前，工作人員需要對(duì)礦山的整體情況有一個(gè)詳細(xì)的了解，此時(shí)就會(huì)開展測(cè)繪工作，收集數(shù)據(jù)和勘查，制定更為合理的開采方案。無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)使用在方案設(shè)計(jì)中，能夠讓無人機(jī)到海拔較高和復(fù)雜地形地貌等位置收集數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)接?jì)算機(jī)當(dāng)中繪制出礦山的地形圖，最終完成具有高精準(zhǔn)度的測(cè)繪工作。而在這之前需要做好實(shí)地考察的工作，保證測(cè)繪功能可以順利開展。工作人員需要確定測(cè)量礦山的范圍，并且使用無人機(jī)來進(jìn)行試拍，調(diào)節(jié)分辨率和選擇鏡頭，讓其能夠得到高質(zhì)量的影響。此外，為了避免所獲得信息不全的情況發(fā)生，應(yīng)該將確定拍攝的范圍擴(kuò)大，確保后期的開采工作能夠正常進(jìn)行。

之后需要確定礦山的航拍的路線。在完成確定測(cè)繪范圍并獲得實(shí)際的信息之后，需要將所有的信息整合和分析，使用無人機(jī)控制軟件，將拍攝的分辨率以及航拍的高度等數(shù)據(jù)填入其中，讓軟件生成無人機(jī)拍攝路線，保證全方位地對(duì)周圍進(jìn)行拍攝。最后做好飛行前的測(cè)試工作。工作人員需要使用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)量前的飛行等測(cè)試工作，在無人機(jī)上安裝傾斜和垂直角度的傳感器，并在試飛的時(shí)候整理所獲得的數(shù)據(jù)，將其記錄下來，分析飛行的質(zhì)量，確定是否使用此種飛行模式?？傮w來說，工作人員需要在測(cè)試中明確飛行和拍攝的方向以及角度等，并將獲得的數(shù)據(jù)使用對(duì)應(yīng)的軟件做好處理工作的測(cè)試，查看其是否可以獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為之后的測(cè)量工作夯實(shí)基礎(chǔ)。

3.2 相片控制測(cè)量

相片控制測(cè)量和地面控制測(cè)量有著較大的聯(lián)系，也是將無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的精準(zhǔn)度提升的關(guān)鍵。在相片控制測(cè)量中，像控點(diǎn)的布設(shè)十分重要，如果沒有合理的布設(shè)會(huì)降低影像的質(zhì)量，并且在處理的時(shí)候使用空中三角加密測(cè)量技術(shù)也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響。雖然產(chǎn)生影響，但是控制三角加密測(cè)量的數(shù)據(jù)質(zhì)量和像控點(diǎn)的布設(shè)密度關(guān)聯(lián)較大，也和測(cè)量地區(qū)的地形地貌的變化相關(guān)。所以在測(cè)量的時(shí)候，為了將無人機(jī)的工作效率以及影像數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量提升，會(huì)根據(jù)所處地區(qū)的地形來確定像控點(diǎn)布設(shè)的密度，如平原地區(qū)的密度可以降低，而在高山峽谷當(dāng)中需要增加布設(shè)的密度。進(jìn)行像控點(diǎn)布設(shè)的時(shí)候應(yīng)該明確以下幾點(diǎn)內(nèi)容[4]：①根據(jù)測(cè)繪地區(qū)的地形地貌將其劃分為多個(gè)地區(qū)進(jìn)行測(cè)繪，并將像控點(diǎn)布置在圖輪廓線之外的位置上。一般情況下，航向的基線不能少于一條，旁向應(yīng)該大于100m；②確定航線控制點(diǎn)的時(shí)候，其兩段的控制點(diǎn)偏離半徑長度應(yīng)該是基線的一半；③認(rèn)真分析周圍的地形地貌，并選擇對(duì)應(yīng)的像控點(diǎn)。選擇的時(shí)候確定所有工作人員沒有任何的爭議，地區(qū)也容易識(shí)別，例如周圍有明顯的建筑物或者植物等；④像控點(diǎn)如果位于山頭的位置，應(yīng)該選擇沒有較大地形變化或者是平頭的山，此時(shí)能夠?qū)y(cè)量的精準(zhǔn)度提升；也需要選擇像控點(diǎn)高度變化范圍比較小的地區(qū)，提升精準(zhǔn)度；⑤像控點(diǎn)一般不會(huì)設(shè)置在植被較多的區(qū)域或者是建筑物拐角的位置，這些地方很容易遮擋視線，無法獲得更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；⑥像控點(diǎn)一般會(huì)選擇有較大面積的水域，也應(yīng)該選擇交通便利和信號(hào)強(qiáng)的地方，這樣可以讓所獲得的數(shù)據(jù)更為良好的保存。

3.3 空中三角加密測(cè)量技術(shù)

使用無人機(jī)獲得礦山影像資料之后，應(yīng)該做好數(shù)據(jù)預(yù)處理的工作，如就整資料和旋轉(zhuǎn)、增光等。完成這些工作后，還應(yīng)該使用空中三角加密技術(shù)進(jìn)行測(cè)量。雖然無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠?qū)⒋怪睌z影技術(shù)進(jìn)行完善，但是也只能夠獲得垂直方向的影像。除了這一點(diǎn)，在使用這項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候可能會(huì)受到周圍建筑物或者高大樹木的影響，從而導(dǎo)致測(cè)量的時(shí)候出現(xiàn)盲區(qū)。而在使用空中三角加密技術(shù)之后，可以進(jìn)行多個(gè)角度的拍攝，獲得全方位的數(shù)據(jù)，并提升準(zhǔn)確性，減少測(cè)繪中的盲區(qū)。并且航拍的時(shí)候自動(dòng)儲(chǔ)存信息數(shù)據(jù)并對(duì)其結(jié)算，獲得更高精準(zhǔn)度的測(cè)量結(jié)果。

3.4 建立三維數(shù)據(jù)模型和采集數(shù)據(jù)。

多角度傾斜影像中的操作，如聯(lián)合平差、幾何校正等均是建立三維數(shù)據(jù)模型需要的技術(shù)，通過這些技術(shù)的使用將可視化的三維傾斜模型建立出來。建立完成后使用軟件進(jìn)行處理，明確所測(cè)繪區(qū)域的數(shù)據(jù)信息，讓工作人員對(duì)周圍實(shí)際情況有更多地了解。而在采集數(shù)據(jù)的時(shí)候主要分為以下三點(diǎn)內(nèi)容：首先，一般會(huì)使用人工手動(dòng)來完成地物要素的采集測(cè)繪工作，例如像控點(diǎn)的確定以及建筑物等，均需要手動(dòng)拍攝，這樣能夠?qū)?shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性提升；其次，在地貌要素三維信息自動(dòng)提取工作中，主要包括測(cè)繪區(qū)域和高程注記點(diǎn)等工作，這些工作均需要使用對(duì)應(yīng)的平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)處理。此過程應(yīng)該在使用之前讓工作人員進(jìn)行調(diào)整和測(cè)試，保證能夠在后期投入使用；最后，處理要素遮擋的情況。為了將測(cè)繪的精準(zhǔn)度提升，應(yīng)該對(duì)所獲得的資料信息中出現(xiàn)遮擋的部位做好補(bǔ)測(cè)的工作，保證獲得全方位的數(shù)據(jù)信息[5]。

3.5 外業(yè)測(cè)繪和補(bǔ)測(cè)

無人機(jī)獲得測(cè)繪信息之后，工作人員需要對(duì)獲得的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估和分析，明確其準(zhǔn)確性。需要根據(jù)檢查點(diǎn)的結(jié)果確定準(zhǔn)確性，所以航拍時(shí)所獲得信息均需要處于檢測(cè)點(diǎn)合格的狀態(tài)中，并檢查完成的程度，在符合要求的情況下才可以將這些數(shù)據(jù)使用。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在使用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的時(shí)候，很容易在拍攝時(shí)出現(xiàn)盲區(qū)，一般情況下，如果是有植物或者是建筑物遮擋的地方很難獲得較為準(zhǔn)確的影像資料。所以應(yīng)該進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理時(shí)將與之有關(guān)的地區(qū)標(biāo)記出來，保證能夠在測(cè)量完畢之后做好補(bǔ)測(cè)的工作。并且在標(biāo)注高程的時(shí)候，還應(yīng)該保證標(biāo)注不正確的區(qū)域重新測(cè)量，便于后期進(jìn)行外業(yè)調(diào)查和補(bǔ)測(cè)的工作，此時(shí)才可以將測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性提升。

4 展望

在多次的研究和實(shí)踐當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn)，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)實(shí)際使用的時(shí)候可以提升獲得礦山周圍數(shù)據(jù)信息的速度。所包含的測(cè)繪區(qū)域的地物信息能夠建立成三維模型，讓工作人員根據(jù)模型制定礦山開發(fā)計(jì)劃，為其開發(fā)等工作提供更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料。而在信息技術(shù)不斷完善和研究中，數(shù)字化技術(shù)的研究方向已經(jīng)成為了測(cè)繪技術(shù)發(fā)展的新方向。在測(cè)繪工程中，合理地融入智能化系統(tǒng)，讓工作人員根據(jù)工程實(shí)際情況繪制所需要的圖紙和計(jì)劃，提升測(cè)繪工程的效率。此時(shí)還可以減少員工的工作量，降低人工成本，這對(duì)于企業(yè)來說意義重大，也是之后研究的主要方向[6]。

也就是說，在無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)當(dāng)中，智能化是其未來發(fā)展的主要趨勢(shì)。在客觀角度分析，智能化的技術(shù)能夠滿足人們各方面的需求，并且將自身的作用發(fā)揮出來。使用在測(cè)繪工作中，智能化系統(tǒng)收集和整理相關(guān)信息，發(fā)現(xiàn)誤差較大時(shí)及時(shí)給出提示，讓操作人員在發(fā)現(xiàn)問題并解決，也可以重新進(jìn)行測(cè)繪，保證數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，為之后的開采工作打下基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

總體來說，礦山開采之前需要進(jìn)行測(cè)繪工作，而傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)工作效率較低，也沒有較高的精準(zhǔn)度。無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠減少人工因素對(duì)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度的影響，并且使用智能化技術(shù)加快工作的速度，讓測(cè)繪工作更為順利地開展，獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，為之后開采礦山提供幫助，促進(jìn)礦山企業(yè)的發(fā)展。