黄超
辽宁有色勘察研究院有限责任公司 辽宁省沈阳市 110013
摘要：随着我国能源开采技术的蓬勃发展，矿山建设的标准越来越高，建设效率越来越快，运用无人机摄影测量技术可大大提高测绘效率和分辨率，有效缩短测绘周期，本文介绍了现阶段无人机倾斜测量技术在矿区大比例尺地形图的测绘应用，在复杂山区地形测绘中，无人机具有无可比拟的优势，且精度可靠。
关键词：无人机 ；矿山测量 ；倾斜摄影测量
中图分类号：TD17 文献标志码：A
引言
1测绘无人机种类及特点
常见的用于遥感测绘的无人机分为 2 种：多旋翼无人机和固定翼无人机。
1.1多旋翼无人机优点
操作简单，轻便，造价相对低廉，可以定点悬停，适合拍摄细节照片。缺点：续航时间短，消费型无人机搭载镜头后飞行时间在 30min 以下，工业级多旋翼无人机飞行时间能达到 50min 以上，在大面积，长距离的测绘项目中备受局限。多旋翼无人机适合航拍，环境监测，侦查，建筑建模，灾害治理，特殊物体运输等小区域应用，所以在小面积工广区测量的信息采集上，宜选用多旋翼无人机。
1.2固定翼无人机优点
续航时间长，抗风能力强，拍摄范围广。缺点：无法完成细节精细测量，工业级无人机费用高昂。固定翼无人机适合大面积航测，可用于区域监控，管道巡线，应急通讯，矿山输电线路测量等应用场景。
2倾斜摄影技术测量原理
传统空三测量对倾斜影像数据处理效果不理想，所以需要结合飞机传感器提供的 POS 外方位元素数据进行联合平差，同时结合现场布设的控制点进行联合平差，通过误差方程解算出影像的外方位元素，以前方交会的形式求出点位的三维坐标 。倾斜摄影测量还用到了多影像密集匹配技术，利用求得的外方位元素构建立体像对，采用多影像匹配技术获取密集点云数据，由于多角度摄像形成了大量冗余点云数据，所以可以通过这些冗余数据校正错误的匹配信息，提高点云数据精度。经过多影像密集匹配后得到了能够表达地物表面起伏的高分辨率数字模型（DSM），通过软件分析，将合适的影像像素与 DSM 融合，形成统一的数字表面模型。再经过正射影像纠正步骤，建立全局优化采样策略，联合几何延伸特征进行纠正，最后才能得到我们所需要的数字模型 。
3无人机摄影测量技术在矿山建设中的应用
3.1 无人机摄影设备的校验
无人机云台装备的高清摄影器材，其相机镜头会存在一定的畸变差，因此在无人机外出摄影测量之前要对航测相机进行畸变差和像素矩阵的校验。这个校验过程又可细分为两步，即实验室校验和场外校验。首先要在实验室建立标定白板，通过软件补偿的方式为相机编制有针对性的标定表。比如对航测相机的 [50，50]到[55，60]区块的像素点做整体左偏移一个像素单位的补偿，用于对抗其畸变差，得到真实有效的测量数据。实验室校验法简单且易于实施，但无法模拟真实复杂的情况，因此在完成实验室校验之后，要到室外进行实地校验。操作方法和实验室校验一样，需要技术人员首先在场外地面设置规则的标定记号点，然后为无人机规划编写测绘高度、飞行速度和航线，应特别注意规划无人机飞行航线时应尽量多的交叉重叠，以确定和校对相同 GPS 位置时航测相机的畸变差。保证航测相机的可靠校验是保障公路工程勘测工作顺利完成的首要前提。
3.2规划航线与测绘范围
在开展矿山工程测绘时，需要先针对实际探测的区域规划航线，确保无人机可以在规定区域内进行有效的测量。对测绘地形、相机参数等进行处理，为测绘结果的准确性提供支撑。操作人员在规划航线时，要格外上心，航线规划对于后期数据采集有着直接影响。通常情况下，无人机的作业时间在一小时内，除去一部分耗损，无人机可以拍摄的时长达 30 分钟。
操作人员技术探讨需要对无人机飞行时间进行有效规划，避免规定时间内无人机电量不足出现事故，科学的规划飞行航线，提高无人机作业的效率。对需要检测的区域进行全方位的规划，确保无人机可以在待测地区实现有效测绘，根据测绘的实际需求采取多样化的拍摄形式，对需要测绘的区域设立标志，根据无人机的作业时间合理规划作业流程。
3.2采集测量测绘数据
3.2.1 航空摄影测量
无人机属于我国在科技领域的重大研究成果，在矿山工程测绘中提升了其工作的可靠性，为其带来极高的工作效率，对于工程地形测量技术发展起到了推动作用。无人机技术的应用，有效解决了特殊环境对测绘工作带来的难度，在测绘中有效发挥无人机的系统机能。通过拍摄系统对规划区域进行有效拍摄，利用定位系统分享数据，形成清晰、准确地理图像信息。并借助信息化手段将数据整合，形成具体信息，通过对信息进行处理生成精确可靠的数据影像。无人机的拍摄技术有利于对特殊地形进行有效把控，对检测不到的死角进行有效测量，保障测绘数据的可靠性。
3.2.2 像片测量与控制
像片测量与控制是无人机测绘过程中的重要功能，在实际应用过程中，需要技术人员对具体操作方法做到全面的了解，针对技术操作做好相关参数的分析工作。结合以往测绘工作中的实际流程与操作方法，合理的对其进行分析和优化，对设备容易出现的问题进行综合处理，定期为无人机进行检修，保证无人机工作的有效性，为实际矿山工程测绘提供精准有效的数据结果。对于技术应用层面，技术人员应该对技术相关联的知识进行充分了解，在技术实施的实际范围内开展操作，提升数据传输的速率与数据有效性。加强对数据中心和工作站的管理，在日常对系统的实际工作状态进行检测，确保系统状态完好，保障数据的精确度，避免产生数据误差等现象出现。对控制点的参数进行分析，提升数据转化能力。
3.3数据处理
无人机航拍技术具有准确性、灵活性，在数据信息勘查处理的过程中，相关测量测绘工作人员需要在航拍技术应用基础上，对高度匹配计算设备加以应用，在 DSM自动提取基础上，对重叠影响进行高效的处理，实现三维地表绘制。需要注意为了能够合理地控制数据信息处理的精度，测量测绘工作人员需要将测量的数据与原始信息数据加以比对，在数据校正、航拍验证基础上，有效提高无人机航拍质量。
3.4 三角测量技术
三角测量技术在矿山工程测绘工作中发挥着重要的作用，通过该技术可以在测绘工作中实现立体式的测量，提升测绘工作的水平。空中三角测量，可以在控制点最少的情况下进行测绘，保证测绘时高程、平面等位置保持统一，提升矿山测绘数据的准确性 。三角测量技术在应用的时候也存在一定缺陷，该技术在应用时缺乏有效控制点，导致测量的时候难以从控制点获取到实际的矿山数据，导致测量结果不够全面。测量人员还需要借助系统对矿山进行计算，提高技术与系统之间的有效交互，推动矿山工程测绘工作有效开展。
3.5 测量数据的精度评估
最后还需要对使用无人机摄影测量的测绘精度进行有效评估。其评估工作可以借用之前测量现场布置的像控点来开展。无人机的测量数据精度分为平面精度和高程精度两个方面，业内通常采取求平面数据或高程数据的均方根，来测算该区域的高程误差和平面误差数值。
结束语
无人机摄影测量技术在矿山建设中的应用，能够方便的获取矿山建设需要的各种基础数据，精度满足工程建设及设计要求。受益于无人机及影像处理技术的发展，测绘工作越来越灵活，手段越来越先进， 对于矿山建设、生产的全生命周期都具有重要意义。
参考文献：
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