无人机倾斜摄影测量在矿山测绘中的应用探讨_杨深.pdf

129管理及其他Management and other无人机倾斜摄影测量在矿山测绘中的应用探讨杨深摘要：随着当前科技的提高与发展，无人机倾斜摄影检测技术的应用在矿山测绘中具有显著价值，完成了矿山测绘技术的更快发展。本文阐述了无人机倾斜摄影测量技术的应用，希望能够为矿山测绘的高速发展提供参考。关键词：无人机；倾斜摄影测量；工作原理；应用伴随着无人机技术、计算机技术的迅速发展，无人机已经成为一种新的地理信息采集软件。近些年，无人机倾斜摄影测量更为模块化、微型化和智能化，广泛用于地形测绘、矿山测绘、山林检测等行业。无人机具备低成本、复查周期时间短、收集效率高、操作简便等技术优势。同时可针对不同规定配置不同类型的感应器，完成研究区域内的图像采集。除此之外，在数据处理层面，有关数据处理软件很容易得到，进一步激发了无人机在测量层面巨大的发展潜力。1 无人机倾斜摄影测量工作原理无人机倾斜摄影是在以往倾斜摄影原理前提下，融合计算机技术、图像密集匹配和特征提取，创建科学研究区域的三维模型。无人机测绘系统由不同方式和功能传感器组成，如高空拍摄、远程监测等。现阶段，数据大多采用垂直正摄、前视、后视、左视和右视的测绘相机进行采集数据工作。测绘系统依据设置的线路，根据不同倾斜角的航拍相机获得科学研究区地表地物完整位置和姿态信息，并根据GPS和惯导系统自动记录影像POS信息。航向重叠和旁向重叠实现66.7%之上，且POS信息详细时，可以利用无人机专业图像处理软件进行剖析，创建实景模型、DSM等成果，直接提取研究区地面信息，融合外业测量的地表数据，科学控制误差以便用于实际的生产工作。2 无人机倾斜摄影测量技术无人机倾斜摄影测量技术是矿山工程项目里的常见技术，能够为测绘给予全景勘察支持。和传统测绘技术对比无人机倾斜摄影测量技术具备功能完善、经济实用的特征。将这一技术与无人机技术紧密结合，可以有效地进行测绘工作。与此同时，该技术同样适用于极端情况下的矿山测绘工作，以及各种高精密工作，具有非常好的应用性。除此之外，该技术也可以根据倾斜摄影中的详细信息，根据贴纹理的形式创建有关实体模型，为管理人员给予更加全面、具体矿山信息模型。在技术运用环节中，不同类型的点一般意味着不同类型的空间坐标，而做标能直接表明矿山纹理。在这一过程中，相关工作人员能够充足利用这一技术和配套软件的优点，完成自动、高效率的数据收集和传送。除了上述优势外，它还具备低成本、特性高、操作简便等特点，能够在很大程度上达到人们对于矿山测绘的实际需要。使用倾斜摄影测量技术的过程当中，相关负责人需要使用倾斜摄影开展测绘，对系统要求很高。特别是摄像头型号规格，不同种类的摄像头可以精确融入具体适用场景，因此在采购设备中，相关负责人应该根据工程项目的具体情况来选择。实际操作中，不同类型的图像必须采用不同类型的拍摄方法，但不管选用哪种方法，相关负责人在测量过程中都必须要保持在3500w以上图像分辨率，以确保在倾斜摄影环节中能够得到高精密的图像。在测量过程中，工作人员一定要避免长期按同一规范控制清晰度，要适应于技术的高速发展脚步，确保技术全新升级。在这一过程中，无人机的电池电量应达到长期航行的要求，以防止起飞时电量不足，确保无人机不会因为周边环境的干扰导致航行不成功的风险。工作人员也必须综合考虑条件产生的影响，使无人机在极端环境下能够维持一个半小时以上测绘工作时长。除此之外，相关负责人还应当在每一次精确测量前对无人机电池进行测试，以保证测绘工作稳定进行，并定期检查测绘系统，进行维护保养，避免因为严重故障从而影响精确测绘工作。3 无人机测绘在矿山测绘的优点3.1操作灵活无人机倾斜摄影测量技术用起来非常简单，对作业人员的技术水平要求不高。无人机操作系统具有简易，维护保养低成本，待机时间长等特点。在使用过程中，无人机能通过更换预留备用燃料，维持长时间运行，对比别的测量设备而言，其还可以在降落后再次录入数据并重新起降。除此之外，无人机覆盖率高，维护保养简易，完善的售后服务网点作为无人机设备提供技术维修支持，无形之中减少了矿山测绘技术运用成本。现阶段，无人机体积逐渐减小，更便于携带和应用，也可以更有效地满足矿山测绘需求。3.2数据精度高受露天矿山繁杂环境与现场人力测量因素的影响，传统式测绘技术无法抵达高陡边坡、开矿场地等地区。充足利用无人机130管理及其他Management and other测绘技术，可以确保优质高效地完成郊外测绘工作。选用超低飞行数据采集和高分辨率相机形式，能够收集高清图像，提高工作功效。因而，应用无人机测绘技术能将数据精度与计算机软件结合在一起，产生数据可视化信息内容，为下一步的开采和矿山整体规划提供良好的条件优势。3.3应急功能强大在室外矿山测绘工作上，存在很多有事故隐患且错综复杂的地区，如开采区、排土场等。在具体测绘中很容易出现不确定因素，无法满足突发事件应对的需求。常规工作方法受矿山现场众多因素的影响，碰到紧急状况一般很难及早发现和处理，会导致不必要的损害。利用无人机测绘技术可以更好地对突发事件及时处理。无人机具备操控灵活性和远程控制的特征，紧急情况下可以马上派出飞行，在应急工作中发挥了重要意义。3.4监测效率高通过无人机测绘检测手段在矿山测绘领域的应用，可以显著提高矿山测绘效果。在矿山测绘项目中，采用无人机倾斜摄影测量技术可以更合理地处理突发的环境问题，运用效果较好，能够减少紧急事件带来的损失。除此之外，将无人机倾斜摄影测量技术用于矿山测绘，还能够实时观测地区坐标，为郊外勘察给予靠谱支持，提升矿山测绘整个过程的效率。3.5集成性强针对矿山测绘工作人员而言，也可以通过遥感技术开展矿山测绘，但实际上使用时通常存有逻辑问题。因此，技术人员必须把无人机倾斜摄影测量技术的运用和其他测量技术紧密结合，实现更出色的矿山测绘工作。充分体现无人机倾斜摄影测量技术在相对高度汇聚的特点，从而实现资源与各种观测系统的有效融合。因此，通过无人机倾斜摄影测量技术的深入使用，可以高效融合数据测绘技术、各种测绘技术的优点，提升矿山测绘效率，最准确地获取资源数据信息。4 无人机倾斜摄影测绘应用4.1在开采规划中的运用在开采矿前，工作人员必须对矿山进行全面资料收集和调研，并制定相对完备的采矿方案。将无人机倾斜摄影测绘技术用于设计规划中。利用无人机收集矿山标高和地貌的信息，再将数据传输到电子计算机，由电子计算机制作矿山地图，以此来实现精密的矿山测绘工作。在实际应用中，首先要利用CAD软件将矿山周围环境精确测量后及收集到的所有信息和数据传送系统软件，创建三维图像，对矿山及周围环境开展更为形象化剖析。然后，相关负责人能够全面优化工程施工方案，并找到施工过程中存在的诸多问题。次之，在规划环节中，应以倾斜摄影的数据库系统为载体，确立矿山的具体结构特点，确保建设工程与城市规划建设高度配对，使工程项目更为有效。在这段时间，必须要先根据倾斜摄影获得矿山地面影像，然后再进行空中三角测量。得到结果后，捕获和查找影像数据，完成矿山的三维建模，界定矿山的结构，完成数据计算与分析。把握种种因素后，有目的性地进行矿山开发。通过上述手段的运用，完成矿山测绘成果的准确性、精确性。4.2在矿山工程施工中的运用无人机倾斜摄影测量技术在矿山具体施工发展带来了全方位的信息数据支持，使矿山测绘彻底能够满足日常的质量检测要求。无人机倾斜摄影测量技术可以高效率、清晰地检测矿山周围环境，使矿山在具体建设中不会受到外在因素危害，安全开采得到保证。无人机还可以在起飞时完成低空飞行显像，更具体、更真实的为工作人员给出的数据信息内容，协助工作人员科学规范地管理与控制施工现场情况，将一些矿石置放在规定位置，防止局部超重问题，防止影响到地质结构。无人机技术的应用很符合现阶段的建设要求。矿山施工工作中工程验收结束后，工程项目正在进入工程验收环节。目前，要充分调动无人机倾斜摄影测量技术的实用价值。在实际应用中，根据无人机测绘收集矿山的具体情况，利用计算机表述矿山的具体情况。在此软件的支持下，工作人员能够对矿山的具体情况展开分析与处理，产生直观的三维模型，有利于人员清楚地分析矿山情况。比如可以利用数字摄影测量系统创建矿山载体，利用丰富、直观、具体测绘数据信息创建实体模型。由此，工作人员也可以根据数据系统设计有关配套设施的建设规划。比如可以对周边城市的矿山开展巡视，利用无人机的航行优点，对人力没法勘测的区域进行测绘，为测绘工作给予全方位的信息数据参考。4.3调研露天矿山四周的地理条件矿山生产建设会在一定程度上更改环境条件，引起地面沉降、地面裂缝等灾害。以往，在矿山地质灾害调查环节中，一般采用人力实地考察，航空摄影测量和卫星拍摄辅证。在其中，人力实地考察存有时间长、效率不高、费用高缺陷。航空摄影测量和卫星摄影都面临着清晰度差、投影偏差大的困难，无法实现准确的工作。通过无人机测量技术，可以及时生成正射影像图，准确、形象、直观地分析矿山周边情况，全面排除安全隐患，进行预防、排除和调整，从而安全生产。4.4测量流程明确测绘位置和方向范围，收集调研地区资料，进行现场环境调查；编写技术设计书，整体规划飞行航线、飞行高度、航线重叠度等。依据测绘区域内的具体情况挑选无人机；选取最适宜的天气条件和作业环境进行郊外数据采集，包括在测量范围内的像控点布设与测量，以及无人机倾斜角度影像的选取；完成业内数据分析，将影像数据导出，进行空三加密与刺点，完成131管理及其他Management and other全自动三维模型的重构，以检测建模质量与准确度，并制作数字线画图。4.5低空拍摄在低空飞行拍摄时，通常要求相对较大的精度和清晰度。在低空飞行拍摄时，则可利用无人机的拍摄检测功能获取较准确清楚的航拍画面。将制作高清晰视觉影像的镜头也能够放置在无人上，利用无人机进行低空飞行拍摄也可以制作清楚的影像信息。而伴随着电子计算机技术的普遍运用，应用计算机专业的检测技术也可以让无人机进行低空飞行拍摄的照片信息更为清楚。测绘工作人员在开展低空飞行拍摄时，利用无人机的倾斜摄影测量设备不仅能够获取测量的准确数据与资料，而且还可以发挥航空设备的特殊作用。利用无人机倾斜摄影测量技术在矿山测绘中的应用，还可以大大提高测绘的准确度和实用性。4.6信息处理在矿山测绘的信息处理中，运用无人机倾斜摄影测量技术可以显现出较好地运用优点。在传统矿山测绘信息处理环节中，一般需要人力测量和数据处理方法。数据信息测绘与处理存在许多偏差，严重影响信息数据的应用性。无人机倾斜摄影测量技术能够改变传统矿山测绘的信息处理方式，更改人力数据处理方法的窘境，进一步降低数据处理错误概率，使矿山测绘数据信息处理更为精准，提升信息处理技术水平。在现代信息技术的驱动下，无人机倾斜摄影测量技术早已在各个行业获得运用，在资源监测层面也有很好的测量效果。在矿山测绘工作上，运用无人机倾斜摄影测量技术能够对区域内的广度和深度开展检索，测量精密度和速度是全方位的，减少了人力测量风险，也保障了周围环境。除此之外，对数据信息处理也显现出较好的运用效果，为无人机倾斜摄影测量技术在矿山测绘中获得精确数据信息、进行生态环境保护带来了可靠支持。4.7排查安全隐患安全隐患排查是安全评估不可或缺的一部分。依据安全评估组所提出的隐患整改建议，在进行整改工作前提下，得到矿山安全评价“合格”的结果。过去评价人员主要是针对现场安全隐患开展勘测和记录，并保存有关影像资料辅助佐证材料。在大型矿山，这类风险调查方式耗时费力，效率不高。除此之外，在存有边坡浮石、滑坡、边坡失稳等安全隐患的矿山，评价人员在开展现场勘查时可能面临很严重的安全隐患。根据无人机倾斜测量技术和图像处理软件，在实现对矿山安全区域的现场勘察后，评定工作人员应用无人机检测危险区实际情况，并用图像处理软件产生三维模型。随后直接通过计算机变大、缩小、旋转等功能，能够不同角度注意到矿山的所有位置，明确矿山安全状况，是否存在安全隐患。4.8空中三角加密测量获得矿山开采测绘区域内的影像数据信息后，必须对影像信息进行预处理，对影像信息进行畸变校准、旋转等处理。通过上述实际操作，完成空中三角测量，有效缓解了无人机倾斜摄影测量技术只有获得垂直方向监控数据的缺陷，达到多方位、多角度拍照测绘区域监控数据的效果。所获得的监控数据信息内容更全面。但是，无人机倾斜摄影测量技术在测绘行业受高大树木、建筑等影响，不可避免会有显像盲点。在这样的情况下，为了能对高清拍摄，需要进行空中三角加密测量，自动备份的POS信息并编解码，形成最准确的矿区资料。4.9大比例尺地形图生成在同时进行数据处理的条件下，为建立矿山三维地形图打下了基础。在这里，点云数据配对系统一般通过单模型云的方法，将矿山的测绘区域规划成不等数量的子模块，同时进行对地质资料的抓取、数据处理。此外，应用无人机的摄影检测功能达到智能化技术，具有数据效率高的优点。根据数据处理软件，全自动处理生成一定比例尺精度的地形图，个别的地形信息则采用自动采集技术。对所获得的地形图信息需适时进行检测，对地形图有瑕疵或不正确的地区应做定期检查改正，直至地形图标注的信息内容正确。4.10像控点测量像控点测量也是无人机倾斜摄影测试中不可或缺的阶段，是保证无人机倾斜摄影测试品质的最主要方法之一。也因此，加强对地面像控点布设的合理性也必不可少。例如，如像控点一般布置于地势无争议、较明显地段等。空中三角加密测量也是提高无人机地面倾斜摄影检测准确度的重要方式之一。但是，由于高空三角加密测量结果并不能全部取决于与地形测量区域范围的地面影像控制点相对密度，与地形测量区域范围地貌与地面影像控制点有较大关联。因此，对于地貌复杂的地区，为了提高测绘质量可在规范要求密度基础上加密布设像控点，而在地形地貌变化范围小的平原区域，可适当地降低像控点的布设密度。5 结语总而言之，无人机技术在我国迅速发展，但根据该技术的无人机测绘技术为矿山测绘工作有序开展带来了很大的协助，能够有效预防传统式矿山测绘工作中的很多难题，显著提升测绘工作效率和质量。因而，要深入挖掘无人机测绘技术的发展潜力，务必重视此项技术的深度研究，尤其是加速国内三维建模软件的开发与利用。与此同时，融合测绘市场现状的各类剖析，培训技术人员，提高无人机测绘技术应用水平。（作者单位：吉林省煤田地质局物测队）