试论倾斜摄影测量在矿山地形监测中的应用

发表时间:2021/8/12   来源:《科学与技术》2021年10期   作者:成广超
[导读] 目前,综合国力建设发展迅速,传统基于地面调查数据的矿山地质灾害易发区精准定位系统由于设备的问题无法探测变幅和地面厚度信息
        成广超
        赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司  内蒙古赤峰024039
摘要:目前,综合国力建设发展迅速,传统基于地面调查数据的矿山地质灾害易发区精准定位系统由于设备的问题无法探测变幅和地面厚度信息,因此设计一种基于倾斜摄影测量的矿山地质灾害易发区精准定位系统。软件设计中,根据采集到的图片信息建立矿区地质三维模型,使用SVM分类器进行分类,并提取出定性地质灾害要素与定量地质灾害要素,最后听过评估地区地质灾害的易发性完成矿山地质灾害易发区的精准定位。系统测试结果表明,设计的系统定量地质灾害要素计算结果更加精准,验证了系统的有效性。
关键词:倾斜摄影测量;矿山地形监测;应用
引言
在传统的山体结构和地形监测工作当中,通常是采用正面测量的方式进行数据信息的采集,但在实际验证的过程中发现,有时正面测量的方式在面对平整的矿山结构时存在一定的数据偏差,尤其是一些深度、高度的监测管理中无法获得精准的数据信息,在对矿山的开采方案进行制定时也会出现许多的问题。倾斜摄影测量的方式一般与无人机技术相结合,通过高空摄影的方式采集到不同角度的图片,通过构建三维模型的方式能够更好地判断矿山实际结构和具体参数。
1软件设计
建立地质三维模型:在矿山区域内,地质灾害主要是内在的因素与外在因素共同作用下而产生的。内在因素主要是指地质灾害产生的背景条件,主要包括地形地貌、地层岩性、地质构造、新构造运动等。矿区的地质背景对于该区域地质灾害的种类、空间分布以及发生规模频率有着决定性因素。外在的因素主要包括下雨等自然诱因和人类的采矿活动等的人为诱因。首先需要获得无人机拍摄到的数据,无人机搭载倾斜相机通过无人机的飞行控制系统,完成摄影拍照的定点等距曝光,实现遥感影像及曝光时刻的POS数据的自动采集。整理对应的影像POS数据,将5个方向得到的图片按照指定的规则进行重新命名,接下来利用采集到的图片数据经过数据整理,并使用数据处理系统合成得到的影像。通过软件Arcgis中的镶嵌功能模块,能够实现块状的DOM和DSM之间的拼接,但是拼接之后会出现零星散碎的小斑块,需要使用TIN网进行重新构建,修复漏洞,否则会无法空三匹配找到同名像点而无法得到实际地面上的三维坐标。完成三维模型的建立。
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矿山监测工作的分析
3.1?环境监测技术
在进行矿山的地形监测当中,必须要重视周边的环境及矿山表面的实际环境,详细掌握这些地理数据信息能够为后续的矿山开采、工程建设等提供重要的数据支撑,在进行矿山模型建立和方案优化时也能形成重要的参考。环境监测不仅要详细掌握矿山区域的地理信息,包括周边区域的环境和气候条件等也要有较为精准的反应,包括一些周边河流分布等都会对实际的建设方案产生较大影响。作为技术人员,在地形监测的过程当中必须要把所需要的实际信息通过模型建立的方式予以反映,充分保障实操作业过程中的安全性。
3.2?生态监测技术
积极开展矿山附近的生产监测是为了更好地掌握周边环境的实际情况,如对于一些有众多树木生长和河流分布的区域,在进行开采建设方案设计时必须要对该范围予以规避,减少对生态环境破坏的同时,更好的保障实操作业人员的安全和建设方案的科学性。在进行生态监测的过程中要详细记录相关的数据信息,为基础建设工作完成后的生态性恢复予以数据上的参考。常见的矿山区域生态监测还包括了图像信息,能够从不同的角度维护好生态环境,合理平衡能源开采和环境保护等问题。
3.3?施工监测技术
在进行矿区作业的过程中也要及时进行监测与管理,不仅可以更加详细地掌握建设工作的进度,还可以更好地维护建设安全。由于矿山监测工作得到的数据信息具有实时性,针对一些建设过程中产生的安全隐患和破坏性问题可以及早发现,并通过技术手段进行规避或修复处理。在矿山的施工监测中能够形成动态化的管理模式,具有更加灵活的管理特点,也可以从工程建设过程中进行质量监管,确保了矿山基本开采建设工作的顺利推进。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。
结语
总之,在进行矿山的地形监测与摄影时需要提前进行山体结构的调查,对于拍摄的路线等进行科学合理的规划,运用倾斜的拍摄监测方式能够更好地形成矿山的三维结构模型,对于其中的一些山体结构和矿区储量等都能够掌握更加精准的数据。在矿山进行开采前的方案设计时需要利用这些监测数据形成方案,在实际开采的过程中也可以利用动态化的摄影数据形成更加高效的管理,项目竣工时也可以借助摄影技术予以验收,在拍摄时要注意图片的清晰度和拍摄质量,形成有效的参考。
参考文献
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[4]杨丰宾,许建民.无人机三维倾斜摄影技术在矿山监测中的应用[J].世界有色金属,2018(24):146-147.
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