無人機(jī)傾斜攝影測量在礦山測繪中的應(yīng)用

（黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查七〇三隊(duì)，黑龍江 哈爾濱 150300）

我國近年來礦山行業(yè)發(fā)展興盛，為了推動可持續(xù)發(fā)展理念，推進(jìn)城市進(jìn)程，礦山行業(yè)在多種施工工藝上加入了人工智能與高新科技技術(shù)的應(yīng)用，以提升施工工作效率和施工質(zhì)量水平。無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)是新時期的高新智能技術(shù)，傾斜攝影相比較傳統(tǒng)的正射影像的單一垂直角度，具有一定靈活性和多變性，能夠從多個視角觀察事物，并且能夠發(fā)反映出周邊環(huán)境，影像數(shù)據(jù)資料更加全面。傾斜攝影結(jié)合GPS、GIS、RS等技術(shù)，聯(lián)合三維建模繪圖，能夠全方位的在計(jì)算機(jī)數(shù)字軟件上等比例模擬出工程的實(shí)地樣貌，直觀地展現(xiàn)出工程整體效果及全景，信息數(shù)據(jù)精確度高，具有真實(shí)性和實(shí)用性，在施工前期的方案規(guī)劃，施工中期的設(shè)計(jì)變更以及工程竣工后審核驗(yàn)查都有重要作用。

1 無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)

傾斜攝影技術(shù)是基于礦山工程施工全景勘查工作的需求，相對于常規(guī)攝影的局限性，傾斜攝影更具備功能性和適用性，加上無人機(jī)的智能操作，能夠高效迅速的完成勘查任務(wù)。無人機(jī)傾斜攝影不但能夠?qū)ΦV山進(jìn)行多個角度的資料收集，而且能夠基于成果影像，對礦山物的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行量繪。并且傾斜影像批量提取及貼紋理的方式，能夠有效的降低礦山三維建模成本，每個點(diǎn)位均具有空間坐標(biāo)，同時能直觀表現(xiàn)地形地貌特征及礦山物細(xì)節(jié)，能逼真的表現(xiàn)礦山的紋理及色彩[1]。最重要的是，無人機(jī)傾斜攝影的處理效率較高，能夠基于相應(yīng)軟件的協(xié)調(diào)，快速整合，網(wǎng)絡(luò)上傳速度快。在保證工作質(zhì)量水平的同時，也能極大提升工作效率。傾斜攝影系統(tǒng)性價(jià)比優(yōu)良，成本較低，相關(guān)數(shù)據(jù)的收集和處理也較為完整。無人機(jī)傾斜攝影測量的原理是通過影響處理建成三維建模，對于整體工程的施工決策作參考依據(jù)。

2 無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的優(yōu)勢

無人機(jī)傾斜攝影多角度攝影的優(yōu)勢，能夠有效減少勘查攝像次數(shù)，工作速度快，效率高，并且多個角度的影像可以進(jìn)行綜合分析處理，精準(zhǔn)度高，相關(guān)數(shù)據(jù)的處理工作更加直觀、立體。相對于正攝工作的局限性，傾斜攝影在能夠在其之上提升任務(wù)的完成度。傾斜影像對于單張影像的快速測量，能夠通過對礦山物的整體和局部進(jìn)行詳細(xì)的測量，并且對細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)的處理上，更具有真實(shí)性，諸如礦山物周邊的地形環(huán)境，礦山物的結(jié)構(gòu)分布以及礦山物的優(yōu)劣勢問題。傾斜攝影測量技術(shù)極大地提升了礦山工程測繪工作的質(zhì)量水平與進(jìn)度，聯(lián)合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效減少不必要的流程工作和資金成本[2]。無人機(jī)傾斜技術(shù)在礦山物的立面和側(cè)面墻壁紋理的采集，能夠有效減少城市3D建模的工作量。相比較傳統(tǒng)的人工采集，數(shù)據(jù)資料在保存和處理上都有一定誤差，并且耗費(fèi)時間長、工作效率低，資金成本高。無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在城市三維建模繪制方面上，具有靈活性和應(yīng)用性。利用無人機(jī)航空攝影可以快速大面積成圖的優(yōu)點(diǎn)，對礦山物的立面和側(cè)面的紋理進(jìn)行采集的方式，具有顯著成果。無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)易于在網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，由于采集的數(shù)據(jù)容量教小，獲取的數(shù)據(jù)能夠快速轉(zhuǎn)化并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，從而實(shí)現(xiàn)共享應(yīng)用。其應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛，不僅僅是在測繪與地理信息行業(yè)，在其他相關(guān)行業(yè)也可以得到應(yīng)用。

3 無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在礦山測繪中的應(yīng)用

（1）傾斜攝影在礦山開采規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在工程前期的開采規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，對于傾斜攝影的應(yīng)用主要以提供數(shù)據(jù)和勘查量繪工作為主，前期聯(lián)合CAD繪圖軟件將勘測到的礦山物周邊環(huán)境和方案數(shù)據(jù)錄入，構(gòu)建三維圖景，直觀地對比施工方案設(shè)計(jì)的優(yōu)越性與需要注意的問題，提高決策水平。通過高精度的資料收集，能夠優(yōu)化礦山物的特征結(jié)構(gòu)，提升與城市建設(shè)的匹配度，提高真實(shí)性。諸如多角度的傾斜攝影資料數(shù)據(jù)顯示，比如，礦山物各個面向的采光和日照時間都可以進(jìn)行推算，以調(diào)整礦山物結(jié)構(gòu)來找尋較好的設(shè)計(jì)方案，量化模擬對周邊礦山日照時長的影響，對山與山之間的距離的基本規(guī)劃指標(biāo)進(jìn)行定量分析和計(jì)算。其他因素還包括可視域分析，（對礦山內(nèi)部之于外部視野的體驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，找尋視野盲區(qū)），城市天際線分析（三維模型對當(dāng)?shù)貐^(qū)域內(nèi)礦山高度及超出限高的礦山群進(jìn)行協(xié)調(diào)）。這些因素的控制能夠最大程度上提升礦山物在礦山開采規(guī)劃設(shè)計(jì)中的質(zhì)量水平。

（2）傾斜攝影在礦山施工中的應(yīng)用。傾斜攝影在礦山施工中傾斜攝影在礦山施工中的應(yīng)用主要為做好質(zhì)量檢查和監(jiān)督管理工作。傾斜攝影可以對礦山周邊環(huán)境的空氣質(zhì)量進(jìn)行檢測，并且在陰雨天氣可以確保開采和勘探工作順利進(jìn)行，做好安全勘查工作[3]。同時無人機(jī)在低空實(shí)拍現(xiàn)場圖像，有利于技術(shù)人員對現(xiàn)場平面布置有直觀的了解，便于做好管理。也可對人員進(jìn)行監(jiān)控， 避免開采人員出現(xiàn)不安全施工的現(xiàn)象， 同時可便于查看礦石的堆放位置， 防止局部載荷過重，為工作人員營造一個積極、安全、的工作區(qū)域。

（3）傾斜攝影在礦山竣工驗(yàn)收中的應(yīng)用。在礦山竣工驗(yàn)收的工作中，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)能夠快速的獲取礦山物的整體面貌，將數(shù)據(jù)信息傳輸至計(jì)算機(jī)中，直觀地將其呈現(xiàn)出來。對于基礎(chǔ)影響和細(xì)節(jié)分布也能根據(jù)數(shù)據(jù)處理軟件設(shè)置相關(guān)透視效果。通過使用數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)等相關(guān)軟件，能夠等比例生成區(qū)域地形景物圖，精確度高，在后期礦山工程竣工階段，對礦山物的高度、相對位置、區(qū)域分布以及地理位置分析進(jìn)行合理判斷，對于其他配套工程的設(shè)計(jì)與實(shí)施都有一定規(guī)劃，諸如周邊礦山間距，實(shí)際開采環(huán)境、無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)既可以反映測區(qū)的真實(shí)地表情況，除了精確的定位系統(tǒng)，還有高校的信息處理技術(shù)系統(tǒng)，在實(shí)際飛行中可以賦予成果數(shù)據(jù)高精度的空間地理信息，能夠有效提升礦山竣工后的核查驗(yàn)收工作。

4 結(jié)語

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)是新時期礦山行業(yè)為工程設(shè)計(jì)規(guī)劃、施工安排與設(shè)計(jì)變更、工程竣工驗(yàn)收工作的成果延伸，能夠有效提升相關(guān)工作的質(zhì)量水平。相比較傳統(tǒng)正攝影響，無人機(jī)傾斜攝影在處理數(shù)據(jù)和多角度攝像等多功能下都有較顯著的應(yīng)用成果，大大提升了工作精度，節(jié)省了資金成本，應(yīng)用前景廣闊。無人機(jī)傾斜攝影的工作任務(wù)全面化，精細(xì)化，不但貫徹整個工程施工階段，結(jié)合三維建模，優(yōu)化決策方案設(shè)計(jì)，而且能夠?qū)τ诩?xì)節(jié)問題進(jìn)行合理控制?；诘V山物各個面向的采光和日照、可視域分析、城市天際線分析、不良施工事故的應(yīng)急處理等各個方面綜合應(yīng)用，提供處理方案最優(yōu)解。無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用于礦山測繪，獲取記錄三維數(shù)字信息的規(guī)劃竣工測量成果， 將是未來測繪服務(wù)城市規(guī)劃管理發(fā)展的主流趨勢。