伴隨著綠水青山就是金山銀山理念的提出，全國各地逐漸淘汰關(guān)閉了一批綜合利用率低、生產(chǎn)工藝落后、開采方式不規(guī)范、生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重的礦山，產(chǎn)生了一批政策性關(guān)閉和責(zé)任主體滅失的歷史遺留礦山，該批礦山對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞，也引發(fā)了水土流失及沙漠化等一系列嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題，成為制約經(jīng)濟發(fā)展的重要因素，亟需恢復(fù)治理。由于時間短，任務(wù)重，常規(guī)的測量方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)實的生態(tài)需要，無人機傾斜攝影測量技術(shù)在建設(shè)“天藍(lán)、水碧、山青、地綠”藍(lán)圖中顯得尤為突出。它不但靈活性強、速度快，大大地縮短了外業(yè)測量時間，同時還能獲取更多的影像信息，為規(guī)劃設(shè)計人員提供了更加直觀化和可視化的三維立體模型。

如上文中所述，在專利授權(quán)確權(quán)程序中，權(quán)利人有機會對權(quán)利要求進行修改，而在專利民事侵權(quán)程序中權(quán)利人不能修改權(quán)利要求，因此，只能依靠限縮解釋權(quán)利要求來體現(xiàn)其實質(zhì)技術(shù)貢獻(xiàn)。

1 測區(qū)概況

渭源縣位于甘肅省中部，定西市中西部，地處隴西黃土高原西部和西秦嶺西延部分的交匯地帶，境內(nèi)梁峁起伏，群山逶迤，地勢西南高，東北低，最高為南部的露骨山，海拔3941m，最低為渭河河谷區(qū)的三河口，海拔1930m。由于大批居民遷移于大面積墾坡種地，過度超載放牧及亂砍濫伐，致使境內(nèi)自然林草地面積不斷減少，自然植被遭到嚴(yán)重破壞，生態(tài)環(huán)境日趨惡化，自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，形成了“山禿水劣，風(fēng)高土燥”的黃土高原環(huán)境。各個礦區(qū)之間相隔路程較短，礦區(qū)內(nèi)部高差最大約80m，最小約30m，且地表裸露，地物地貌較為單一，是無人機攝影測量較理想的地形。

2 無人機傾斜攝影在廢棄礦山測量中的應(yīng)用

2.1 無人機傾斜攝影的技術(shù)優(yōu)勢

無人機傾斜攝影測量是新型的數(shù)據(jù)獲取方式，其以自身所具備的諸多優(yōu)勢，在測繪領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其優(yōu)勢體現(xiàn)在如下幾個方面：真實性、高效性、經(jīng)濟性、共享性以及高性價比等。該技術(shù)通過在無人機上搭載傳感器，從多個角度獲取影像，為三維模型的構(gòu)建提供更多的數(shù)據(jù)支撐，除可以還原真實地物地貌的細(xì)節(jié)信息外，還能獲取到準(zhǔn)確的地理位置。

2.2 像控點的布設(shè)

為了保證后期模型的精度，減少工作難度，提高工作效率。選擇合理的像控點布設(shè)形式尤為重要。像控點布設(shè)的形式主要取決于航飛區(qū)域的形狀和大小，航飛區(qū)域的形狀一般分為：規(guī)則矩形和正方形，不規(guī)則圖形，帶狀。由于礦山生態(tài)修復(fù)項目所測量的區(qū)域一般面積較小，且多為規(guī)則矩形，如本次所測各個礦山區(qū)域均為規(guī)則矩形，像控點的布設(shè)均采用“2+1+2”的形式，布設(shè)方法采用全野外布點方案，像控點布設(shè)方式采用航攝前布設(shè)地標(biāo)與航攝后刺點相結(jié)合的方式進行。

對測區(qū)開展攝影測量是為獲取三維立體模型、正射影像圖和地形圖，根據(jù)《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定：航向重疊度一般應(yīng)為60%～80%，最小不應(yīng)小于53%；旁向重疊度一般應(yīng)為15%～60%，最小不應(yīng)小于8%。在應(yīng)用無人機傾斜攝影技術(shù)對礦山進行測量時，為構(gòu)建精細(xì)的三維立體模型，要獲得較高的傾斜影像重疊度，若是按照規(guī)范規(guī)定設(shè)置重疊度，則很難形成三維立體模型。因此為了進一步提升影像本身的配準(zhǔn)精度，重疊度越大越好。故此，作業(yè)區(qū)航飛重疊率設(shè)置為：航向重疊率80%，旁向重疊率70%。為研究相機傾角與三維模型精度的關(guān)系，本次航攝時，將無人機的航高設(shè)定為120m。測區(qū)的面積比較小，最大測區(qū)面積為0.36km2，最小測區(qū)面積為0.14km2，從圖1中可以看出，測區(qū)的地形條件較為單一，為提高無人機起飛與降落的靈活性，經(jīng)過比較，最終選定大疆M300RTK無人機

。由于本次測量工作以低空攝影測量為主，所以需要配備高性能的成像系統(tǒng)及導(dǎo)航定位系統(tǒng)，這樣能夠大幅度增強航測效率。

在野外選刺像控點時，為了避免外業(yè)出現(xiàn)錯誤的點而造成像控點的補測，因此在像控點位上均刺雙點或三點作為備用點。像控點坐標(biāo)測量采用CORS網(wǎng)絡(luò)RTK測量方法，測量時間大于1分鐘，測量精度滿足設(shè)計要求。

2.3 像控點地面標(biāo)志樣式

本次測區(qū)內(nèi)以砂石路為主，若是采用噴漆法對控制點進行制作，則會影響影像效果。由于工作周期較短，不考慮像控點長期保存的因素，為使控制點的影像顯示更加清晰，所以采用鋪撒膩子粉在地面上拼成一個L形，如圖2所示，對拐點外側(cè)進行測量，以此作為像控點的坐標(biāo)。

2.4 航空攝影

考慮到單個測區(qū)面積較小，地形起伏不大，為了保證精度和無縫連接，一次性成圖，我們選擇使用大疆M300RTK無人機進行飛行作業(yè)。

從構(gòu)建的三維模型中提取像控點的坐標(biāo)，與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)做對比，中誤差為±0.054m。在不考慮實測誤差的前提下，認(rèn)定實測數(shù)據(jù)為真實值，從對比結(jié)果可知，基于Smart3Dcapture三維模型測得的控制點坐標(biāo)可以滿足1：1000地形圖的制圖要求

。在此需要指出的一點是，三維模型在構(gòu)建過程中，是對所有影像整體平差。故此，該模型可以滿足廢棄礦山1:1000地形圖的制作要求。

一位朋友來信說，自己怎樣都做不好班主任工作。我好奇她到底是如何做的，便電話與之交流，發(fā)現(xiàn)她幾乎每一項措施都是轟轟烈烈地開始，然后又無聲無息地結(jié)束?！霸鯓幼觥薄岛粋€又一個日子的重復(fù)，暗含著困難挫折襲來之時的堅持。

2.6.2 建筑物精度

2.6.1 像控點精度

2.5 數(shù)據(jù)處理

2.5.1 選擇處理軟件

然后找到當(dāng)前循環(huán)最差螞蟻所經(jīng)過的路徑，應(yīng)用式(10)的全局更新規(guī)則對屬于最差路徑但不屬于全局最優(yōu)路徑中的節(jié)點的信息素進行更新。

2.5.2 構(gòu)建模型

通過Smart3Dcapture軟件構(gòu)建模型時，需要先獲取原始影像，經(jīng)過整體平差后進行多視角影像密集匹配，隨后構(gòu)建三維TIN網(wǎng)格，創(chuàng)建白體三維模型，映射紋理后，便可得到三維場景。在獲取原始數(shù)據(jù)的過程中，POS文件的格式為文本文檔，導(dǎo)入該文件時，需要導(dǎo)入Execl表

。利用Smart3Dcapture能夠得到礦區(qū)的整體三維效果和建筑細(xì)部圖，如圖3和圖4所示。

由Smart3Dcapture軟件構(gòu)建的三維模型整體效果良好，模型中的地物銜接非常緊密，紋理極為逼真，整個礦區(qū)的輪廓和建筑物的結(jié)構(gòu)在模型中清晰可見。利用無人機傾斜攝影獲取的影像清晰度較高，結(jié)合地面控制點，能夠生成具有高精度特點的三維模型。但從圖4中可以發(fā)現(xiàn)，建筑物的角點、屋檐遮擋等部位存在模糊的現(xiàn)象，這是三維模型存在漏洞所致，這個漏洞可以通過后期處理修補。

4.生活條件得到改善，人民滿意度增強。由于貧困地區(qū)得到了政府政策的支持，人民收入大大提高，老百姓對政府的滿意度也會提高。農(nóng)村的各項條件得到改善，當(dāng)?shù)氐娜丝诹鞒鼍蜁匀粶p少，這樣城市和農(nóng)村也會越來越協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.6 測量結(jié)果分析

無人機優(yōu)點較多，但電池的容量有限，導(dǎo)致續(xù)航能力不足，難以覆蓋較大的面積。但本次測量的所有區(qū)域面積較小，加之選用的無人機系統(tǒng)能夠按照用戶的使用需要，在指定范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)定的高度及重疊率，自動對航攝路線進行規(guī)劃，所以可以滿足基本應(yīng)用需要。在無人機操作系統(tǒng)主窗口中，能顯示拍攝到的圖像。

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理過程中，處理軟件的選擇較為重要，直接關(guān)系到處理效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量，所以要優(yōu)選處理軟件。目前，常用的處理軟件有以下幾種：Photoscarn、Smart3Dcapture和Pix4d。其中Pix4d在正射影像生成方面的效果顯著，但三維建模速度比較慢，而且效果一般，很難滿足高精度要求。Photoscarn、Smart3Dcapture均能處理數(shù)字圖像，并自動生成三維模型，兩款軟件在建模效果方面并無太大的差異。從通用性和價格上看，Smart3Dcapture優(yōu)于Photoscarn。故在本次測量中，選用Smart3Dcapture作為處理軟件

。該軟件最為突出的特點是能夠從簡單、連續(xù)的影像中，以非?？斓乃俣韧瓿蓪嵕叭S模型的構(gòu)建，生成高密度點云，若是用于影像拍攝的相機具有足夠高的分辨率，則可使場景的還原無限接近于真實情況。不僅如此，該軟件還能接收硬件設(shè)備采集到的原始數(shù)據(jù)，如無人機通過傳感器獲取的影像、地面上用相機獲取的影像等，并將數(shù)據(jù)還原為三維模型。

2.4.1 采集影像

2.4.2 布設(shè)航線

不同麻醉液溫度下對斑點叉尾鮰存活率的影響結(jié)果見圖 1，結(jié)果表明，隨著?；顣r間的延長，存活率顯著下降，水溫從2 ℃增加到10 ℃增加，存活率先增加后降低，當(dāng)水溫是6 ℃時，保活7 h后的存活率為100%，?；? h的存活率為75%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它組。與其它麻醉液溫度相比，最佳麻醉液水溫是6 ℃。

有時候人們對醫(yī)院社會服務(wù)的認(rèn)識存在誤解：認(rèn)為它完全是為窮人服務(wù)的，主旨就是施財給錢。其實這并非是醫(yī)院社會服務(wù)宗旨，盡管在許多病例中，確實伴隨著貧困問題。

本此測區(qū)的面積都較小，整個區(qū)域內(nèi)的建筑物數(shù)量不多，并且不存在地物遮蓋的情況。為對礦區(qū)內(nèi)的建筑物精度進行驗證，從三維模型中提取建筑物角點坐標(biāo)。該建筑物的實測長度為21.104m，而在三維模型上量測的該建筑物長度為21.038m，角點與像控點的誤差較小

。由于單個建筑物無法說明情況，所以分別對19個廢棄礦山模型進行了隨機抽取10檢測點進行精度分析，結(jié)果表明地形起伏較小的測區(qū)檢測點誤差較小，地形起伏較大的測區(qū)檢測點誤差較大。因此，通過實踐表明無人機航高會在一定程度上影響測量精度，通常情況下，無人機的航高越低，獲得測量結(jié)果精度越高。但測量對象為礦山時，因地勢起伏大，航高的變化也增大，測量結(jié)果的精度隨之受到影響，故此，在進行大面積航空攝影測量時，如果地形起伏較大時要考慮分區(qū)航飛，以便減小航高對測量精度的影響。

目前，國內(nèi)外針對采用BIM平臺和技術(shù)進行結(jié)構(gòu)施工圖配筋審核的軟件及其運用案例還未見報道。但已有將BIM技術(shù)應(yīng)用于圖紙會審階段的工程：硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院新校區(qū)工程，介紹了BIM技術(shù)在圖紙會審階段的應(yīng)用，總結(jié)了BIM技術(shù)在會審階段帶來的優(yōu)點，如排除大部分圖紙錯誤、優(yōu)化施工圖紙及縮短工期等[9]。Hjelseth[10]提出了BIM-based Model Checking (BMC)，利用BIM技術(shù)的特點，實現(xiàn)模型檢查的合規(guī)性和設(shè)計協(xié)調(diào)性。

2.6.3 精度影響因素

姿態(tài)角的變化和礦區(qū)高差的變化，是影響精度的主要因素，下面分別進行分析。

（1）本次礦區(qū)無人機傾斜攝影測量的姿態(tài)角為45°，為分析姿態(tài)角變化對測量結(jié)果精度的影響，將姿態(tài)角設(shè)為60°，分別進行三個方向的飛行測試，一個為航線方向，另外兩個為垂直航線的方向。飛行測試結(jié)束后，將采集到的數(shù)據(jù)傳給內(nèi)業(yè)，依托Smart3Dcapture軟件進行三維建模，相應(yīng)的建模結(jié)果并未出現(xiàn)，建模失敗

。由此可見，姿態(tài)角的增大導(dǎo)致無人機采集到的影像重疊率降低，致使無法完成影像匹配。因此，在地勢起伏大的礦山地區(qū)應(yīng)用無人機傾斜攝影測量時，傾角不宜過大，否則會造成建模失敗。

（2）本次部分測區(qū)具有地勢起伏大的特點，礦區(qū)內(nèi)地表最大高差為80m，山頂與無人機起飛平面之間的高差約為40m，無人機的航高設(shè)定為100m，由獲取到的影像可知，地表部分的比例尺大于坑底。為驗證礦區(qū)較低處的三維建模結(jié)果是否與地表基準(zhǔn)面相同，從礦區(qū)較低處選取8個特征點，用三維模型提取出來的8個特征點數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)進行對比，結(jié)果顯示，模型提取的精度小于現(xiàn)場實測精度，說明測區(qū)的高差變化，對測量精度具有直接影響。為解決這一問題，可在無人機傾斜攝影的過程中，在礦坑底部增設(shè)像控點，以此來提升模型的精度，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)論

結(jié)合甘肅省定西市渭源縣的歷史遺留廢棄礦山生態(tài)修復(fù)工程的實際需求，提出采用無人機傾斜攝影技術(shù)獲取廢棄礦山地理信息，經(jīng)過實踐驗證，在廢棄礦山地質(zhì)測量中無人機傾斜攝影測量技術(shù)有明顯優(yōu)勢，科學(xué)設(shè)置像空點、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理精度高、所測得的地形圖坐標(biāo)可滿足繪圖要求，為廢棄礦山生態(tài)修復(fù)提供詳細(xì)地表信息。

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[2]楊軍義,劉玉杰.基于無人機航測的礦山地形測量方法探究[J].冶金管理,2021(13):84-85.

[3]吳曉林.基于無人機傾斜攝影技術(shù)的礦山地質(zhì)測繪數(shù)據(jù)精度分析系統(tǒng)設(shè)計[J].世界有色金屬,2021(11):9-10.

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