分析礦山無人機影像像控點自動布設(shè)方案

劉榮欣，王緝?nèi)A

（柳州中南勘察有限公司，廣西 柳州 545007）

在礦山測量中，通過制定合理的無人機影像像控點自動布設(shè)方案，能夠保證礦山測量數(shù)據(jù)更加準確、快速。與傳統(tǒng)的礦山測量技術(shù)相比，無人機影像像控點自動布設(shè)技術(shù)的靈活性較好、受地形限制比較小，能夠有效減輕礦山測量難度，提升礦山測量數(shù)據(jù)的利用率。鑒于此，本文主要分析礦山無人機影像像控點自動布設(shè)方案，保證無人機影像像控點自動布設(shè)技術(shù)得到更好的應(yīng)用。

1 無人機航攝特點

無人機負載數(shù)碼相機中的數(shù)字遙感設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)航拍，保證各項地理信息得到更好的監(jiān)測。與傳統(tǒng)的無人機影像像控點布設(shè)技術(shù)相比，無人機影像像控點自動布設(shè)技術(shù)更加先進，針對飛行比較困難的地域，應(yīng)用該技術(shù)，能夠靈活方便快速為礦山測量人員提供更加準確的測量數(shù)據(jù)。例如，在露天礦山開采監(jiān)測過程中，應(yīng)用無人機影像像控點自動布設(shè)技術(shù)，能夠保證礦區(qū)得到更好的監(jiān)管，減少無效數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，進一步提升礦山資源的開采率[1]。

2 傳統(tǒng)無人機影像像控點布設(shè)

像控點作為直接攝影測量的控制點，在布設(shè)的過程中，相關(guān)工作人員要選擇合理的平面坐標，并結(jié)合高程坐標點數(shù)據(jù)，采取網(wǎng)型布設(shè)方法對像控點進行布設(shè)。在布設(shè)像控點的過程中，工作人員要認真遵守均勻性原則，并結(jié)合該地區(qū)的地形條件，嚴格控制像控點的布設(shè)密度，保證像控點合理地布設(shè)在測區(qū)范圍之內(nèi)。

另外，傳統(tǒng)的像控點布設(shè)主要在Goole earth上進行的，首先，要將像片曝光位置數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Goole earth上作為參照；其次，結(jié)合布點密度要求，將像控點均勻布設(shè)在Goole earth上；最后，采用KMZ模式，得到最終的像控點分布圖。

3 無人機影像像控點自動布設(shè)方案

（1）布設(shè)思路。無人機影像像控點自動布設(shè)思路如下：首先，根據(jù)初始POS數(shù)據(jù)計算曝光點之間的間距以及相鄰兩點之間方位角，準確設(shè)置相鄰兩點間的方位角，并根據(jù)設(shè)定的航帶角度容差自動生成航帶并計算測區(qū)面積；其次，考慮相關(guān)制圖規(guī)范、制圖比例尺、用途等因素，合理確定像控點布設(shè)的密度，確定相鄰像控點間隔的基線數(shù)。最后，結(jié)合所確定的間隔的基線數(shù)及間隔航帶數(shù)在航帶間以交錯的方式進行布網(wǎng)。

為了更好的提升無人機低空攝影測量數(shù)據(jù)的精確度，礦山測量人員要做好數(shù)據(jù)加密精度驗證工作，并準確計算各個加密點的標準差，選擇礦區(qū)中典型地形，采用HNCORS網(wǎng)絡(luò)與RTK進行測量，獲得更加準確的平面坐標與高程。對于礦山測量人員來講，在實際工作當中，要認真按照無人機測量流程進行測量，并結(jié)合礦山地形地貌特點，針對無人機測量過程中可能出現(xiàn)的問題，提前制定相應(yīng)的解決對策，保證無人機測量數(shù)據(jù)得到更好的利用。

（2）數(shù)據(jù)預(yù)處理。想要保證無人機測量數(shù)據(jù)得到更好的處理，測量人員要提前做好內(nèi)業(yè)處理工作，并選擇合理的矯正參數(shù)，對無人機測量數(shù)據(jù)進行有效矯正。因為無人機內(nèi)部的相機并不是專業(yè)測量相機，該相機鏡頭的畸變量比較大，因此，礦山測量人員要做好內(nèi)業(yè)處理工作，進一步提升無人機測量數(shù)據(jù)的精確性。

在內(nèi)業(yè)處理過程中，礦山測量人員要采取先進的數(shù)據(jù)加密技術(shù)，對各項測量數(shù)據(jù)進行科學(xué)加密。通常情況下，無人機遙感測量數(shù)據(jù)處理軟件中的空三模塊主要采用全數(shù)字空三加密技術(shù)，能夠保證無人機野外高程測量點更加準確，對礦山平面數(shù)據(jù)進行有效的核查與加密。將礦山測量數(shù)據(jù)加密后，測量人員可以根據(jù)智能匹配密集點的運行情況，直接生成0.25m的三維點云文件，并對點云數(shù)據(jù)進行整體的濾波，構(gòu)建更加完整的數(shù)字高程模型。

（3）規(guī)劃網(wǎng)型。由于礦山地形地貌比較復(fù)雜，在一定程度上增加了網(wǎng)型規(guī)劃難度，為了保證無人機攝影工作得以順利開展，測量人員要具備良好的網(wǎng)型規(guī)劃能力，將無人機測量數(shù)據(jù)進行合理的統(tǒng)計，各項測量數(shù)據(jù)經(jīng)過統(tǒng)一處理后，準確輸入到系統(tǒng)當中，保證計算機軟件系統(tǒng)中的各項數(shù)據(jù)更加準確，提升礦山網(wǎng)型規(guī)劃的合理性。

通過做好網(wǎng)型規(guī)劃工作，能夠幫助礦山開采人員更加全面的了解礦山地形地貌特點，針對礦山資源比較集中的部位，采取先進的開采技術(shù)，保證礦產(chǎn)資源得到更好的開采，減少資源的損耗與浪費。對于礦山測量人員來講，在實際工作當中，要不斷優(yōu)化礦山網(wǎng)型規(guī)劃流程，并改進礦山測量數(shù)據(jù)的處理方案，結(jié)合礦山測量數(shù)據(jù)處理過程中出現(xiàn)的問題，制定有效的解決對策，不斷提高礦山無人機像控點網(wǎng)型規(guī)劃水平。

（4）自動匹配。在匹配過程中，最主要的就是要建立像方和物方空間坐標系之間的對應(yīng)關(guān)系。由于航空影像是地物的中心投影，相關(guān)工作人員要在影像獲取瞬間攝影中心、像點、對應(yīng)物點處于同一直線上，有效滿足共線條件，因此，像點與對應(yīng)地面點之間的空間映射關(guān)系可通過共線條件構(gòu)建。另外，工作人員還要合理選取像空間坐標系：S-xyz，保證S-uvw和D-XYZ兩種坐標系的坐標軸處于平行狀態(tài)。

首先，在自動匹配的過程中，相關(guān)工作人員要將已經(jīng)布設(shè)好的像控點文件導(dǎo)入程序，同時導(dǎo)入自由網(wǎng)平差后的像片外方位元素文件，并結(jié)合相關(guān)匹配原理，將原有的自動反算出其在各張影像上的像點坐標；其次，科學(xué)選擇像點位置，一般情況下，最好的像點位置為靠近像片中心的像片作為刺點影像，并根據(jù)對應(yīng)像點為中心，結(jié)合預(yù)先設(shè)定的半徑大小自動準確的勾勒出刺點的范圍；最后，在勾勒出刺點范圍之后，程序會自動對像片進行標注，并將像片重命名后保存到指定文件夾下。

在分析無人機測量結(jié)果的過程中，礦山測量人員要結(jié)合礦山地形地貌特點，將各項測量數(shù)據(jù)分類處理，并做好自動匹配工作，有效提升測量結(jié)果的合理性。DOM是無人機攝影測量所產(chǎn)生的特色成果數(shù)據(jù)，能夠?qū)o人機拍攝的照片與數(shù)據(jù)進行綜合分析，保證地面的分辨率精度為0.2m左右，不宜超過0.3m，從而保證無人機像控點自動匹配功能得到更好的展現(xiàn)。

除此之外，由于無人機三維點云能夠準確計算各個分散點數(shù)據(jù)，合理記載地表色彩與各項高程信息，一般情況下，礦山中的點云密度主要在20p/m3左右，能夠保證三維地表建模工作得以順利開展，真正實現(xiàn)三維可視化。研究表明，在礦山測量中，通過運用三維參數(shù)模型進行計算，能夠保證礦山地表斜距與深坑高度計算數(shù)據(jù)更加準確，提升地表模型色彩的真實性。

4 結(jié)語

無人機影像像控點的自動布設(shè)能夠提高像控布設(shè)效果，科學(xué)利用該方法獲得良好的像控分布圖與航空影像刺點范圍圖，不僅能夠滿足外業(yè)刺點精度要求，而且減少內(nèi)業(yè)工作量和生產(chǎn)成本。但是，在應(yīng)用礦山無人機影像像控點自動布設(shè)方案的過程中，對相關(guān)工作人員要求比較高。因此，相關(guān)工作人員在實際工作當中要不斷提升自身的專業(yè)技能。