中冶集团武汉勘察研究院有限公司 湖北省武汉市 430080
摘要：改革开放以来，我国经济高速发展，矿企为我国发展做出了很大贡献。在矿山测绘工作中，新型摄影测量技术开始被应用，其中以无人机倾斜摄影测量技术为代表，可以全面提升矿山测绘结果的准确性。此次研究主要是探讨分析无人机倾斜摄影测量在矿山测绘中的实践应用，希望能够为矿山测绘提供技术保障。
关键词：无人机倾斜摄影测量；矿山；测绘实践
引言
在矿山开采设计与矿山施工监理工作中，众多影响因素使传统的测量方法不能收集完整的信息数据。尤其在矿山建设初期进行测量工作时，道路设施不完善，测绘工作难开展，人员无法到达一些山沟和树木茂密地方，所以测量数据误差大，测绘工作效率较低，大比例尺地形图测量难度非常大。如果使用无人机摄影技术，能够发挥倾斜摄影的全面性，消除常规摄影的局限性。通过搭载不同的荷载组件，能够实现矿山全景信息建立，充分展现矿山全貌。
1倾斜摄影技术简介
传统的倾斜摄影是通过有人机搭载多视角航摄仪进行作业，但是这种设备成本高，对飞行场地等外界环境要求高，不便于大面积的推广应用。随着无人机技术的迅速发展与相机CCD成本的降低、分辨率的提高，加之摄影测量软件算法的不断优化，特别是多视影像密集匹配算法的完善，让倾斜摄影技术设备价格大幅度降低，成为普通测绘单位可以接受的产品。无人机倾斜摄影测量，是指无人机搭载多个非量测数码相机，对地面物体进行多角度摄影航拍，利用专业数据处理软件，加上采集的像控点坐标成果，将航摄影像转为高精度的、具有可量测性的实景三维模型。
2无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用优势
2.1监测效率高
无人机倾斜摄影技术监测效率高，因此被广泛应用于矿山测绘中。矿山测绘涉及范围广，且测绘数据非常多。当监测效率低下时，就会影响矿山测绘水平，还会影响突发性事件的处理效率。从上述分析能够看出，矿山测绘对于监测效率的要求比较高。相比于其他测绘技术来说，无人机倾斜摄影技术结合数码传感器、全球定位技术、飞行器技术，可以提升矿山测绘效率。
2.2对待测目标进行还原
在测量工程中，对待测目标进行还原也是工作中的重要一环，可以让后续工作进展更为顺利。垂直摄影方式由于拍摄角度的问题，往往无法对待测目标的侧面信息进行拍摄，这就会让还原工作面临着种种困难。无人机倾斜摄影技术恰恰解决了这一问题，通过对待测目标侧面和顶面信息的采集，从角度、高度等进行全面的呈现，提高了还原工作效率。
2.3数据分辨率高
无人机倾斜摄影技术组成包括数码传感器、飞行器、数据定位处理系统等，通过各设备系统的优化组合，可以明显提升无人机倾斜摄影技术分辨率。通常来说，相比于卫星影像分辨率，无人机倾斜摄影技术可以超过3倍，并且可以实现0.1m的精确度。
3无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用实践
3.1在矿山开采规划设计中的应用
无人机倾斜摄影技术在矿山开采规划设计中，主要是可以为方案设计提供大量的数据信息，并且可以为后续的制图提供充足的数据支撑信息。另外，由于无人机倾斜摄影技术所采集的数据精确度较高，可以促进山区物体特征结构的改进，并为后续的挖掘工作提供安全可靠的数据支撑。例如，可以通过使用无人机倾斜摄影技术对于整个矿区的日照时间以及日光程度进行测量，从而调整矿区的结构，制定科学合理的设计方案。其次可以通过使用测量数据来构建像一个数学模型，加强对于山脉之间距离的分析最大限度的提高采矿作业的效率。
3.2内业数据采集与修补
在进行数据采集之前需要对影像数据进行三维建模处理，这是由于三维建模是数据采集的基础，能够借助倾斜摄影测量自动批量建模软件对不同视角下的倾斜影像资料进行几何校正、平差处理以及多视角匹配处理等操作，进而获得能够反映测绘区域整体地形地貌特征的可视化三维倾斜模型。
在上述操作的基础上借助配套的软件对测绘区域的地物地貌进行提取，即数据采集过程中，主要包括：①地物要素的采集，主要以人工处理为主，包括建筑物轮廓、控制点信息、建筑物外侧面边线等信息，能够显著的提高最终数据处理精度；②地貌要素的三维信息采集，主要借助数据处理软件自动化处理，主要包括测绘区域1：1000大比例尺等高线以及相应密度的高程注记点等信息的采集，后期经过人工手动整饰、取舍后可投入使用；③遮挡问题处理，对于遮挡严重的区域或者地形地貌有争议的区域进行标注，使用其他辅助测量方法进行补测、调绘等处理。
3.3像片控制测量
像片控制测量有助于提升测绘结果的精度，在布设控制点时，应当参考标准要求设置。此次测绘选择航向重叠度为65%，旁向重叠度为60%。在布设像控点时，应当关注到以下问题：第一，根据测绘区域的地形地貌，划分不同的测绘区域。测绘区域外的像控点，多设置在轮廓线以外，位于航向基线数量在1条以上，旁向超过100m位置；第二，在选择像控点时，应当联合测绘区域的地形地貌，选择易识别、无争议的区域，例如明显的地物标志；第三，在山头选择像控点时，可以在地形起伏小的区域，以此确保测量结果的精度。在布设像片控制点时，应当选择高程变化小的区域，以此提升倾斜摄影测量精度；第四，针对制备发育区域，存在高大构筑物的区域，则会加大像控点布设难度。在开展业内测量时，会出现测量遮挡视线问题，从而降低测量精度；第五，当测绘区域内存在大面积水域时，会加大像控点布设难度；第六，在布设像控点时，应当全面分析测绘区域的交通条件，选择交通条件良好，便于存储的区域。
3.4空中三角剖分加密技术
在画图的过程中，测绘工作很容易受到外界因素的干扰，比如环境或者是植被方面等等。因为这些外界原因会造成无人机在使用倾斜摄影技术的过程中，没有办法符合地面控制点在测量方面的有关标准。与此同时，三角加密处理具有很明显的特点，能够弥补不符合映射精度标准的现象。三角加密是通过使用某种软件来准确的评估图像外部的方向元素，并且除去具有影响的方面，这样不仅可以提高测量的精确度和可靠性，同时还能够改进地形的测绘条件，使得测绘结果更加稳定精确。在三角加密处理完成的基础上，按照矿图中输出的有关数据创建DOM，DEM，DSM等模型。
3.5绘制CAD线画图
生成模型后，还要根据模型绘制出相关设计所需要的二维线画图，但可以使用EPS、CASS-3D等软件绘制出传统的矿区工厂平面图，还可以通过体积计算出储煤量，随时掌握煤场实际储量；在矿区建成后某些皮带廊加固或建设项目中，会涉及建筑物的立面测量，立面出图测量是传统测绘手段的薄弱环节。通过选用带立面测图功能的EPS5.0版本软件，可有效解决测绘专业绘制立面图的难题。
结语
利用无人机倾斜摄影测量技术给矿区地形建模，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，不但有利于设计工作的质量把控，生成的模型数据也更有价值，对于矿山建设、生产的全生命周期都具有重要意义。
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