傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用研究

孫鳳娜

（山東省煤田地質(zhì)局第二勘探隊(duì)，山東 濟(jì)寧 272000）

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是一種新型的航空拍攝技術(shù)，是在原有拍攝測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合多臺(tái)傳感器和無人機(jī)技術(shù)，對(duì)拍攝對(duì)象進(jìn)行垂直、前傾、側(cè)傾、后傾等多種不同角度的拍攝，并利用畸變數(shù)據(jù)矯正技術(shù)和圖像光色處理技術(shù)對(duì)拍攝數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理，最后得到與測(cè)量對(duì)象有關(guān)的三維立體模型。它的拍攝原理與傳統(tǒng)航拍技術(shù)最大的區(qū)別在于它能對(duì)物體全面拍攝，傳統(tǒng)的航拍技術(shù)僅限于垂直拍攝角度，以至于很難精準(zhǔn)的測(cè)量到物體的側(cè)面數(shù)據(jù)，并且該技術(shù)具有測(cè)量精準(zhǔn)度高、誤差小、效率高的優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛應(yīng)用到城市測(cè)量、礦產(chǎn)測(cè)量、隧道測(cè)量等大型復(fù)雜測(cè)量工作中，獲取到拍攝對(duì)象的空間立體數(shù)據(jù)[1]。

1 傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用

為了更好的說明傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用，此次結(jié)合某礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)量進(jìn)行實(shí)例說明。首先在實(shí)際測(cè)量前需要對(duì)礦產(chǎn)的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行考察分析，并結(jié)合測(cè)量要求確定傾斜攝影的拍攝范圍以及無人機(jī)拍攝航線，在做好充足的準(zhǔn)備工作后運(yùn)用該技術(shù)對(duì)礦產(chǎn)地質(zhì)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，并通過畸變數(shù)據(jù)矯正技術(shù)和圖像光色處理技術(shù)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，最后得到礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)量結(jié)果。圖1為傾斜攝影測(cè)量技術(shù)對(duì)礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)量流程圖。

1.1 確定拍攝范圍和拍攝航線

在應(yīng)用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)之前，為了避免出現(xiàn)礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)不足或不完整的情況，同時(shí)還要保證拍攝影像分辨率合理，需要根據(jù)礦產(chǎn)地實(shí)際地形面積對(duì)技術(shù)的拍攝范圍進(jìn)行確定[2]。在對(duì)某礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)量中，礦產(chǎn)地形面積為12400m2，屬于一個(gè)中型礦產(chǎn)，要求拍攝分辨率較高，所以確定拍攝范圍為13000m2，選用的無人機(jī)類型為多旋翼無人機(jī)協(xié)助技術(shù)拍攝。在確定完拍攝范圍后，需要以此為根據(jù)制定一份詳細(xì)的拍攝方案，其中最主要是設(shè)計(jì)一個(gè)合理的拍攝航線。除此之外，通過礦產(chǎn)地三維立體模型來矯正拍攝影像分辨率、確定無人機(jī)拍攝高度、圖像重疊率等參數(shù)設(shè)置，為傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供測(cè)量依據(jù)。

圖1 傾斜攝影測(cè)量技術(shù)對(duì)礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)量流程圖

1.2 傾斜攝影測(cè)量

在某礦地質(zhì)測(cè)量中，將10臺(tái)數(shù)據(jù)傳感器搭載到多旋翼無人機(jī)中，將無人機(jī)數(shù)量和礦產(chǎn)地面積以1:1000的比例進(jìn)行拍攝，并且每臺(tái)無人機(jī)在預(yù)設(shè)拍攝高度對(duì)礦產(chǎn)地從4個(gè)不同的角度進(jìn)行拍攝，其中3個(gè)屬于傾斜拍攝角度，1個(gè)屬于垂直拍攝角度。在拍攝過程中，如果拍攝到與礦產(chǎn)地形有關(guān)的影響時(shí)，此時(shí)傳感器對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和儲(chǔ)存，比如無人機(jī)航拍高度、拍攝角度、礦產(chǎn)三維坐標(biāo)、影響分辨率、影響重疊率等。由于無人機(jī)內(nèi)置GPS定位技術(shù)，所以在對(duì)礦產(chǎn)進(jìn)行傾斜拍攝時(shí)能準(zhǔn)確的得到礦產(chǎn)地理坐標(biāo)位置以及其它相關(guān)數(shù)據(jù)，從而完成礦產(chǎn)地質(zhì)數(shù)據(jù)采集任務(wù)。下表為某礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)表。

表1 某礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)表

1.3 測(cè)量數(shù)據(jù)處理

將傳感器采集到的影像數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)中對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的數(shù)據(jù)處理包括畸變數(shù)據(jù)矯正、圖像光色處理。由于無人機(jī)拍攝過程中會(huì)受到天氣、安裝誤差的影響，導(dǎo)致采集到的數(shù)據(jù)存在一些畸變數(shù)據(jù)，所以需要對(duì)拍攝像機(jī)進(jìn)行檢校，獲取到航拍相機(jī)的內(nèi)傾斜元素和發(fā)生畸變的參數(shù)，以此為依據(jù)完成影像數(shù)據(jù)的畸變處理。

1.4 提取礦產(chǎn)特征數(shù)據(jù)

在經(jīng)過畸變數(shù)據(jù)矯正、圖像光色處理之后，運(yùn)用DSM高精度自動(dòng)提取技術(shù)提取到與礦產(chǎn)地質(zhì)有關(guān)的紋理特征最佳的圖像數(shù)據(jù)，并且通過計(jì)算機(jī)將各個(gè)角度的圖像進(jìn)行對(duì)接，計(jì)算出模型中每一面與對(duì)應(yīng)礦產(chǎn)區(qū)域的幾何關(guān)系，單后對(duì)其進(jìn)行不同角度的紋理映射，從而組建一個(gè)三維立體的礦產(chǎn)地質(zhì)模型，最終實(shí)現(xiàn)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)對(duì)礦產(chǎn)地質(zhì)的有效測(cè)量。

2 結(jié)語

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用是現(xiàn)代攝影技術(shù)與礦產(chǎn)工業(yè)有的有機(jī)結(jié)合，隨著傾斜設(shè)計(jì)測(cè)量技術(shù)的逐漸成熟，已經(jīng)成為礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)量中必不可少的技術(shù)，它的應(yīng)用可以使礦產(chǎn)地形更加真實(shí)準(zhǔn)確的呈現(xiàn)出來，同時(shí)該技術(shù)具有較高的測(cè)量精度，可以滿足基本的礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)量要求，具有良好的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用前景。