祖立慶 方成成

摘 要： 隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的進步，眾多高新技術(shù)應(yīng)運而生，無人機攝影測量技術(shù)作為其中之一，具備了機動靈活、高測量效率及質(zhì)量等諸多方面的優(yōu)勢。將其應(yīng)用于露天礦山測繪與開采監(jiān)測工作當(dāng)中，能夠有效的改善傳統(tǒng)測量技術(shù)所存在的不足，進而在降低工作量及工作強度的同時，實現(xiàn)對來露天礦山現(xiàn)測繪與開采監(jiān)測工作效率的提升。基于此，本文首先概述了無人機攝影測量技術(shù)在露天礦山中的應(yīng)用優(yōu)勢;其次分析了露天礦山中無人機攝影測量技術(shù)的具體應(yīng)用;最后探討了三、無人機攝影測量技術(shù)在露天礦山中的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞： 無人機;攝影測量技術(shù);礦山測量;應(yīng)用

【中圖分類號】P231 【文獻標識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.044

引言：通過對礦山的位置、地形、資源及其利用情況和開采影響等進行實地勘查和測量，以獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息和資源是礦山測繪的主要目的，其意義在于全面掌握礦山資源的基本信息、利用情況、開采影響、環(huán)境影響等，以此實現(xiàn)對礦山資源的合理配置和環(huán)境保護。無人機攝影測量是將無人機技術(shù)運用于測繪領(lǐng)域而產(chǎn)生的新方向，是新型測繪技術(shù)與航空平臺技術(shù)、信息技術(shù)的高度集成，是對傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感測繪和有人機航空測繪的有效補充。其具有結(jié)構(gòu)簡單、操縱靈活、使用成本低、反應(yīng)快速的特點，可以靈活、快速地獲取到高分辨率、大比例尺和高現(xiàn)勢性的遙感影像?；跓o人機小、巧、靈的特點，在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優(yōu)勢，而隨著無人機攝影測量數(shù)據(jù)獲取和處理技術(shù)的提高，其數(shù)據(jù)和產(chǎn)品精度也越來越高，這使得無人機攝影測量已經(jīng)成為與傳統(tǒng)測量方式一樣重要的數(shù)據(jù)獲取手段，逐步在傳統(tǒng)測繪領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如大比例尺規(guī)?；瘻y繪、4D產(chǎn)品生產(chǎn)、三維建模、土地利用調(diào)查、礦山測量、海岸地形測量、土地整治、地籍測量、大型工程建設(shè)等方面，無人機攝影測量技術(shù)已顯示出其獨特的優(yōu)勢。

1 無人機攝影測量技術(shù)的項目意義

許多礦山的地理位置不佳，通常處于深溝險壑之中，且礦山分布較為零散，不成片。礦區(qū)常常環(huán)境惡劣，自然條件較差，使得對礦區(qū)的監(jiān)測十分困難，采用傳統(tǒng)手段進行監(jiān)測比較艱難，且監(jiān)測的時間比較久，隨著不斷地開采使得對礦山儲量動態(tài)監(jiān)測更加困難。為了適應(yīng)新時期下礦山儲量動態(tài)監(jiān)測要求，無人機攝影技術(shù)開始被使用。無人機輕巧靈動的特性能夠最大程度地突破地形限制，對礦山進行全方位拍攝測量，極大地降低了人力成本。只要天氣好，無人機便可以在高空飛行，運用自身搭載的攝像系統(tǒng)及設(shè)備對整個礦區(qū)進行探測。與傳統(tǒng)礦山信息采集探測方式相比，無人機采集探測時所消耗的采集成本較低，具有較高性價比，適合推廣。

2 無人機攝影測量技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用研究

2.1 數(shù)據(jù)處理與質(zhì)檢分析

無人機傾斜攝影測量技術(shù)在應(yīng)用下，則需要從數(shù)據(jù)信息處理以及畸變數(shù)據(jù)修正等方面進行綜合控制，在實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息處理過程中，則需要以數(shù)字空三加密的方式，對野外測定的高程點、平面點等方面審核以及加密處理，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集質(zhì)量的進一步提升。在進行數(shù)據(jù)信息處理與控制，則利用平差計算的方式，對區(qū)域網(wǎng)平差方面進行計算與分析。完成空三加密下，則可以通過智能匹配的方式，生成三維點云文件，在信息濾波處理的前提下，則可以通過數(shù)據(jù)修正、色彩平衡處理、圖廓裁切等方面進行控制。無人機傾斜攝影測量技術(shù)在實際應(yīng)用中，航攝影像細節(jié)比較清晰，具有一定的層次感，并沒有明顯模糊、重影、錯位等情況，其整個范圍可以覆蓋整個測區(qū)，有效的反映礦山的實際開采情況。在進行礦山儲量動態(tài)監(jiān)測過程中，則需要利用DEM、DOM進行處理，并進行精度檢核，以此提高無人機傾斜攝影測量技術(shù)的實際應(yīng)用。在對檢查點進行布置與處理中，按照均勻分布、覆蓋整個測區(qū)的方式進行篩選與測量，在對平面與高程檢查點進行布設(shè)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)無人機傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用水平提升。DOM平面位置精度檢查過程中，則采取野外實測的方式，將檢查點的平面位置坐標（Xi，Yi）輸入到計算機，并在DOM上提取鏡像坐標點，針對平面位置中的誤差進行計算與分析。在進行實測平面坐標與DOM，地物特征點坐標檢驗與分析中，則需要針對測量誤差方面進行檢驗，在山地與高山地區(qū)區(qū)域按照1：1000位比例，其誤差需要控制在0.75m。DEM高程精度檢查則將高程檢查點（X，Y，Z）的平面坐標輸入到計算機，并提取DEM高程坐標點，以預(yù)測與實測高程進行誤差計算與分析的方式進行處理，以此實現(xiàn)無人機傾斜攝影數(shù)據(jù)的精度提升。

2.2 測量精度不足的解決

由于技術(shù)準備以及外在環(huán)境條件因素影響，測繪工作當(dāng)中存在盲區(qū)的現(xiàn)象難以避免，主要的解決方式包括：①通過三角加密以及校正技術(shù)，對影像外的方位變量進行計算，并將干擾因素提出，有效的預(yù)測盲區(qū)，對地形不加區(qū)域航測結(jié)果科學(xué)改善。②外業(yè)調(diào)繪及補測。對測繪結(jié)果中的高程以及地物等不確定區(qū)域進行初步標記，或者針對復(fù)雜區(qū)域進行標記，尤其是存在建筑物和植被遮擋的區(qū)域必須要做好標記工作，對其中存在的不足有效彌補，保證測繪精確度。

2.3 地面控制測量

地面控制測量主要依賴于像片控制測量，是提高無人機傾斜攝影測量精度的有效措施。像片控制測量中最重要的環(huán)節(jié)就是像控點的布設(shè)，像控點布設(shè)不合理，可顯著的降低影像數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在后期數(shù)據(jù)處理過程中空中三角加密測量過程中，雖然像控點密度對空中三角加密測量有一定的影響，但空中三角加密測量質(zhì)量與完全依賴于像控點的布設(shè)密度，而與測繪區(qū)域的地形地貌變化幅度等關(guān)系較為密切。因此，為了提高無人機傾斜攝影測量工作效率以及影像數(shù)據(jù)處理質(zhì)量，一般在地形變化幅度小的區(qū)域（如平原地區(qū)等）可適當(dāng)?shù)慕档拖窨攸c布設(shè)密度，而在地形變化幅度較大的區(qū)域（高山峽谷地貌）可適當(dāng)增大像控點布設(shè)密度?？傮w上，像控點的布設(shè)應(yīng)注意以下幾點：①像控點一般布設(shè)在容易識別的地物地貌上，即所布設(shè)的像控點必須是唯一的，不存在爭議的，一般布設(shè)在地形變化較小的山頭、田角等部位;②位于測繪區(qū)域范圍以外的像控點的目的在于控制測量整個測繪區(qū)域;對于位于圖幅邊部的像控點一般布設(shè)在圖框輪廓線以外;③位于航線兩側(cè)的像控點，一般布設(shè)在左右偏離半徑小于半條基線長度的范圍內(nèi)。

結(jié)語：綜上所述，當(dāng)前隨著無人機攝影測量技術(shù)的不斷優(yōu)化，在各個領(lǐng)域中起到了良好的應(yīng)用效果。在露天礦山測繪與監(jiān)測中應(yīng)用無人機攝影測量技術(shù)，具備了傳統(tǒng)技術(shù)所無法比擬的優(yōu)勢，極大的提升了露天礦山測繪及監(jiān)測工作效率。在接下來的時間里，隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機攝影測量技術(shù)功能將會更加完善，進而實現(xiàn)在露天礦山施工及其他更多領(lǐng)域的廣泛有效應(yīng)用，實現(xiàn)在露天礦山全生命周期中的應(yīng)用，滿足礦山監(jiān)測及施工等要求。

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