淺述無人機傾斜攝影測量在礦山測繪中的應用

馮改改?彭文博

摘 要 無人機傾斜攝影測量技術在礦山大比例尺地形圖測繪中具有明顯的優(yōu)勢，顯著減少了測繪人員外業(yè)工作量，提高了測繪效率，降低了測繪成本。將無人機傾斜攝影測量技術應用于礦山測繪，明顯提高了測量精度，為礦山建設奠定了基礎。此外，傾斜攝影技術獲取的影像數據含有三維信息，為建設三維礦山以及智能化礦山奠定了基礎。

關鍵詞 無人機傾斜攝影測量;礦山測繪;應用

1無人機傾斜攝影測量技術概況

無人機航空攝影技術包括傾斜攝影測量技術和垂直航空攝影測量技術，前者有效的彌補了垂直攝影測量技術無法獲取測繪區(qū)域側面信息的缺陷，實現(xiàn)了多角度獲取地面地物信息的目的，即無人機傾斜攝影測量技術實現(xiàn)了地物三維信息的獲取，這為礦山測量由二維向三維發(fā)展奠定了基礎。無人機傾斜攝影測量技術是以無人機平臺為基礎，搭載多臺傾斜相機對測繪區(qū)域以不同角度進行航空拍攝[1]。傾斜相機鏡頭角度要根據不同測繪區(qū)域地形地貌變化特征、無人機設計行高等調整曝光周期等。

2無人機傾斜攝影技術優(yōu)勢分析

與無人機垂直攝影技術以及其他測繪技術相比，無人機傾斜攝影技術具有明顯的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在：①無人機傾斜攝影技術實現(xiàn)了多角度、多方位實時動態(tài)拍攝的目的，促進了礦山測繪由二維向三維轉變，為實現(xiàn)智能化礦山奠定了基礎;②具有分辨率高的優(yōu)勢，無人機傾斜攝影技術采用了多個相機鏡頭，實現(xiàn)了多角度、多方位拍攝的目的，有效的彌補了垂直攝影僅能獲取垂直影像的弊端，提高了影像資料的分辨率和精度;③降低了測繪盲區(qū)的出現(xiàn)概率，垂直攝影技術受地形地貌以及垂直攝影影響，在測繪過程中往往出現(xiàn)較多測繪盲區(qū)，而無人機傾斜攝影技術有效改善了上述弊端;④具有經濟優(yōu)勢，無人機傾斜攝影技術能夠在較短的時間內獲取較大面積的影像資料，減少了的大量測繪人員外業(yè)工作量，縮短了測繪周期，降低了測繪成本，具有較高的經濟意義。

3無人機傾斜攝影測量在礦山測繪中的應用

3.1 無人機傾斜攝影測量準備工作

本文以某礦山的大比例尺地形測量為例，講述無人機傾斜攝影測量技術在礦山測繪中的應用。本次選用的無人機型號為HARWAR-YT無人機，配套安裝相應GPS定位系統(tǒng)、飛行管理系統(tǒng)，搭載哈瓦傾斜數字航空攝影相機。無人機傾斜攝影測量技術對無人機飛行條件的要求較高，在使用該技術時應注意以下幾點內容：①不同的天氣氣候對無人機傾斜攝影質量影響較大，因此需根據測繪區(qū)域的氣候變化選擇合適的季節(jié)飛行，一般選擇在每年的五六月份進行，該階段氣候一般吻合、少雨，普遍適用無人機飛行;②在確定大致飛行時段內要選擇具體的氣候變化，如選擇天氣晴朗、無風或者微風天氣等，即需要根據測繪區(qū)域的氣候制定相應的飛行時段，一般選擇上午10點至下午2點之間;③重疊度設計問題，根據測繪區(qū)域地形地貌變化特征制定相應的旁向重疊度、航向重疊度等參數;一般旁向重疊方向以平行于測繪區(qū)域邊界的首末航線敷設，并位于測繪區(qū)域邊界外側，而航線重疊方向按照超出測繪區(qū)域邊界設計基線長2倍進行。

3.2 像控點測量

像控點測量工作是無人機傾斜攝影測量必不可少的環(huán)節(jié)，是提高無人機傾斜攝影測量質量的主要手段之一。因此，加強地表像控點布設的合理性至關重要，如像控點一般布設在地形無爭議、較明顯區(qū)域等?？罩腥羌用軠y量也是提高無人機傾斜攝影測量精度的重要方法之一，但是空中三角加密測量并不完全取決于測繪區(qū)域地表像控點的密度，而是與測繪區(qū)域的地形地貌和像控點均有較大的關系，如在復雜地形地貌區(qū)域，為了提高測繪質量可在規(guī)范要求密度基礎上加密布設像控點，而在地形地貌變化范圍小的平原區(qū)域，可適當降低像控點的布設密度。

像控點的布設質量直接關系著無人機傾斜攝影測量質量，因此，在布設像控點過程中應注意以下幾點內容[2]：①若像控點位于飛行子區(qū)塊之外，則該類像控點以控制測量整個測繪區(qū)域為基礎，因此應布設在測繪區(qū)域邊界線以外，且位于航向大于100m、航向基線不少于1條的區(qū)域;②若像控點位于航線兩段，則要求像控點的左右偏離半徑不大于半條基線的長度;③像控點的布設位置應該不存在地形爭議，即布設于地形易識別的區(qū)域，此外，像控點的標準必須是清晰的，一般選擇地塊角、房角等地物，若像控點為多個地物的交匯部位，則必須滿足多個地物的交匯角介于30°～150°之間;④像控點一般布設在周邊地形變化較小的區(qū)域，如山頭等部位，可以有效提高無人機傾斜攝影測量精度;⑤像控點布設應避開植被發(fā)育、墻角等部位，防止在飛行攝影過程中因遮擋而無法獲得像控點的信息;⑥像控點的布設位置一般選擇交通條件方便、易于保存的區(qū)域，可作為二次礦山測量的水準點等。

3.3 空中三角加密處理

無人機傾斜攝影測量技術與無人機直射攝影測量技術相比，前者實現(xiàn)了多角度獲取測繪區(qū)域影像資料的目的，明顯降低了攝影盲區(qū)的弊端。但是，無人機傾斜攝影測量在實際獲取測繪區(qū)域影像數據時，受地形地貌變化、高大樹木遮擋等問題仍然出現(xiàn)測量空白區(qū)域，或者出現(xiàn)地面控制點達不到實際需求等現(xiàn)象，導致最終的測量精度明顯降低，此時需要進行空中三角加密測量?？罩腥羌用軠y量技術可以彌補上述不足之處，主要依賴于對影像外的方位元素的準確預算上，使用數據處理軟件將地表干擾因素剔除，進而提高測量精度的方法，尤其是對地形地貌復雜區(qū)域的測量精度具有較明顯的改善。

4結束語

無人機航測技術包含垂直攝影技術和傾斜攝影技術兩個方面，后者有效改善了垂直攝影無法獲得更多方位信息的弊端，逐步實現(xiàn)了多角度獲取測繪區(qū)域信息的目的，顯著提高了測繪精度。與傳統(tǒng)的測繪技術相比，無人機傾斜攝影技術具有精度高、周期短的優(yōu)勢，因此逐漸應用于各行業(yè)中。

參考文獻

[1] 胡月.無人機三維傾斜攝影技術在礦山監(jiān)測中的應用[J].世界有色金屬，2019，（10）：282，284.

[2] 李國生.無人機傾斜攝影技術在礦山環(huán)境治理中的應用[J].世界有色金屬，2019，（7）：191，193.