無人機三維傾斜攝影技術在礦山監測中的應用

（河南省有色測繪有限公司，河南 安陽 450016）

礦山建設發展是推動社會經濟發展的一項重要內容，隨著礦山開采工作效率的不斷提升，為礦山建設及生產的安全性提供了保障。但由于礦區的地形復雜，給相關的測繪、監測工作增加了難度，傳統的測繪技術、監測手段存在工作效率低、數據精度不高等問題，而無人機三維傾斜攝影技術的應用，不僅提高了礦區影像的清晰度，還能保障獲取數據的精準性，進而促進礦區的建設工作[1]。

1 無人機傾斜攝影概述

無人機是指具有自動駕駛能力的飛行器，一般是通過無線遙感設備進行控制，對規定區域進行信息采集并傳回，由地面接收設備進行信息接收，通過對信息的分析、確認、篩選，最終達到收集所測區域的空間的、全方位的信息。傾斜攝影技術是通過一個垂直、四個傾斜、五個不同的視角同步采集影像的，從而獲得更加豐富、清晰的資料。該技術是國際測繪領域發展的一項新技術，其打破了傳統的拍攝局限，由一飛行平臺和多臺傳感器完成了影像采集的工作。傾斜攝影技術不僅可以真實地反映所測區域的地物、地貌，保障所測事物信息的精確度，而且能夠在定位、建模等技術基礎上構建三維城市模型，將給人們帶來更加清晰、直觀的影像。無人機傾斜攝影測量技術能夠記錄攝影瞬間所測區域地表任意角度的影像信息和三維坐標信息，具有高精度、高分辨率、高效的特點，能夠反映所測區域的地形地物和周邊環境的實際情況，在測量工作中具有不可替代的優勢[2]。

2 無人機三維傾斜攝影技術在礦山監測中的應用分析

（1）工作流程。無人機傾斜攝影技術可以完成礦山地形的多角度拍攝，將地形的真實情況記錄下來，并能夠完整、清晰地顯示信息。該技術通過大規模的高空拍攝，收集到礦山地質及紋理的數據信息，并以三維立體模型的方式展現出來。主要的工作包括以下幾個方面：①前期的考察調研工作。為了保障測量數據的有效性，在進行無人機航拍前應進行一定的準備工作，即礦山的前期考察調研工作。通過該工作對礦山的具體情況進行了解，主要內容包括：確定礦山拍攝范圍、確定并調整攝影影像的分辨率等。②確定拍攝航線。完成前期的調研工作后，應及時整理和研究獲得的數據信息。通過一系列的整合工作，將所有信息進行數字化，結合無人機的控制軟件，做好影像分辨率的調整，同時加入航拍高度畫面的各種參數，從而規劃和確定航拍的路線。③內外業的航拍與處理階段。在航拍前，要做好飛行平臺的搭建和各個傳感器的調整工作，使得兩者能夠統一、有效地進行工作。在無人機傾斜技術拍攝的過程中，要做好礦山各種相關數據信息的記錄工作，并統一的進行整理、分析。在完成礦山的無人機傾斜攝影工作后，應由專業人員借助一些系統軟件，分析和處理所拍攝的信息，最終建立一個三維立體的模型圖像。就無人機傾斜攝影技術而言，其不僅可以實現拍攝地現場信息的實時傳送，還能對礦山的地理位置、有關數據進行準確的展示，從而保障礦山地形測繪信息的完整性、可靠性。④分析和評價測量結果。檢查點的結果是否精準，影響著礦山地形測量結果的評定。因此，要嚴格檢測礦山地形的檢查點，檢測項目的合格程度和完成程度。尤其是礦山地形拍攝畫面是否存在明顯的拼接痕跡方面進行詳細檢查，在一定程度上確保攝影資料的準確性。

（2）礦山開采區域實時監測。一般情況下，無人機三維傾斜攝影技術是在露天情況下實施監測礦山的開采情況。在實際的監測過程中，無人機三維傾斜攝影技術能夠呈現高分辨率的圖像和數據信息，真實反映礦山的開采情況。在獲取的圖像中，能夠體現出礦山開采區域的地形地貌，通過該技術生成的三維立體模型能夠還原礦山的情況，反映出開采進度及步驟，在一定程度上降低了礦山測量工作人員的工作任務和監測管理人員的工作量。

提高了相關工作人員的工作效率，保障了礦山的安全和經濟效益，有利于礦山開采工作的順利進行。

（3）應用成果分析。在礦山的開采監測工作中，無人機三維傾斜攝影技術的主要應用成果為：其一，獲取了高分辨率的DOM數據，在這些數據的基礎上建立三維傾斜立體數據，實現對整個礦山的實時監測，保障相關工作開展的安全性；其二，實現了傾斜立體模型的多方位測量，土方量的實際測量，體現了礦山監測的直觀性、有效性、及時性；其三，真實反映了礦山工程開采情況，減少了人力、物力的消耗量，保障了礦山工程的進度以及其他輔助工程的高效開展，比如排水疏干工程、環境保護工程等。

3 無人機傾斜攝影測量技術的其他應用及實例分析

3.1 無人機傾斜攝影測量技術的其他應用

由于無人機傾斜測量技術及三維實景模型具有一定的優勢，使其在測繪方面得到了廣泛的應用。該技術的應用主要包括以下幾個方面：一是城市規劃方面，無人機傾斜測繪技術形成的城市三維實景模型能夠實現城市景觀、景區等方面的虛擬呈現，通過網絡能夠對城市整體進行瀏覽，為城市規劃工作提供了一定的幫助；二是礦山監測方面，無人機傾斜攝影測量可以靈活快速地獲取所測區域影像，完成地形圖的生產、更新，可進行竣工測量等；三是電力規劃方面，電力是我國經濟發展的重要保障，通過無人機傾斜攝影測量技術能夠快速實現線路走廊的三維環境建立，從而對電力線路帶狀區域的相關信息進行準確獲??；四是該技術還為國土資源、公安、環保等各行各業提供基于三維虛擬現實的高精度三維地理信息服務。

3.2 無人機三維傾斜技術在礦山監測中的應用實例分析

待測區域為甘肅酒泉鐵銅多金屬礦區的一部分，利用無人機三維傾斜技術進行礦山監測，主要進行了以下幾方面內容：確定拍攝范圍、航線設計、控制點布設、影像數據處理。

航拍的相關參數為：飛行區域為10m2，飛行高度為航高500m，使用的相機為EOS 5D MarkII。

航線設計：根據Kappa角的變化對其進行航帶劃分，規劃出的航線為，垂直攝影11條航線、傾斜角度攝影22條航線?？刂泣c布設：根據航線的劃分和礦區的實際情況，對其周圍進行了控制點布設，大概布設了300個控制點。影像數據處理：該過程的流程為影像自動匹配→地面控制點量測→影像匹配加密提取DEM→DOM與全景圖制作。通過無人機三維傾斜技術能夠對礦山的情況進行實時的監測，監測礦區的地形、地質，對地質災害防控和環境保護方面具有重要意義。

4 結語

總之，將無人機三維傾斜攝影技術應用到礦山監測中，能夠保障礦區數據的可靠性、信息真實性等；實現礦山開采全過程、全方位的實時監控，保障了整個礦山工程的安全性。該技術的測量優勢、三維模型優勢等，使其應用到各個領域，進一步推動了該技術的發展。