無人機傾斜攝影技術在礦區工程測量中的應用

張朝豐

（亳州市工程勘察公司，安徽 亳州 236800）

無人機傾斜攝影測量技術是現代以來攝影技術發展的一項新技術[1]。它改變了以往航遙感影像只可以從垂直于地面的方向進行拍攝的局限性，傾斜攝影測量技術已經實際應用到日常的生產實踐和礦區工程測量。傾斜攝影測量技術作為一項新興高科技研究技術，它的出現彌補了國內技術的空白并極大滿足了人們的需求。

1 無人機傾斜攝影技術方法

（1）無人機傾斜攝影測量工作原理。無人機傾斜攝影測量工作的原理就是通過鏈接無人機的航天測量設備設施，中途搭乘航拍相機，利用飛行來控制系統即時反饋的飛行角度、飛行速度等信息，進而根據遙感定位來確定航天拍攝地點、實際比例尺、重疊度等指數，自動獲取航天拍攝的信息數據，通過航空五軟件進行鏈接與補正，再導進到地面攝像控制點，處理DKL成果，從而達到地形地圖的會測要求。無人機航天拍攝技術與遙感（RS）技術相結合，利用搭乘GPS 系統精確準定位，在上方拍攝照片以獲取信息，最后利用GIS 技術進行后期模擬處理，從而實現了航空拍攝的3S技術要求[1]。

（2）無人機傾斜攝影的測量作業流程。使用無人機進行拍攝和測量，需要分為3個過程：前期準備、實地調查及作業準備。選擇并時刻檢測需要的航拍設備，確定好作業范圍，規劃出實際操作的航線，設置好地面分辨率、飛行次數、布置像控制點以及飛行高度、照片重疊率、飛行時間等。實地勘察需要做好航線即時優化，設置地面像控制點的點數，飛行作業，儀器以及導進和分析遙感影像數據的計算。采集到需要的照片后，需要使用3D 圖像處理軟件進行修改和完善，最后生成地理信息標準化的地形地貌模型及DMK 影像數據圖。

（3）傾斜攝影技術。無人機傾斜攝影技術在某種程度上增強了對有關地球天空更多的了解和認知，讓我們將周遭的數據和自然環境相結合，便于人類更加了解我們所處的地球。傾斜攝影沒有十分必要的核心技術，它充分利用了小距離的優點來完成信息數據的傳播，無人機實現數據接收，將攝像傳感器的關鍵點均勻散落可知范圍內，使用無人機傾斜攝像技術，能有效解決傾斜拍攝和模擬采集中產生的所有難題。

（4）無人機傾斜攝影的測量應用方法。無人機傾斜攝影測量技術，需要在同一無人機上加乘五個分鏡頭，同時從天空上方豎直往下、前后左右4個不同視角進行采集拍攝，拍攝照片時，記錄航程、航速、航高、方向重疊及坐標等數據，然后整理傾斜影像。根據調查要求，無人機的飛行高度需要設置在70m～100 m，可以更好得到地面分辨率好于0.01 m 的數據。

2 無人機傾斜攝影技術在礦區工程測量中的應用

2.1 無人機傾斜攝影的測量作業

航拍使用八旋翼飛行無人機，掛乘5 個分鏡頭的傾斜相機，無人機在空中必須在同一時間拍攝5 張照片。飛行高度設置為150 m，一共飛行了3 個來回，每個來回的航拍時間為40 min。在現場布設13 個像素控制點，采用網絡KTK 連接衛星定位系統進行像素測繪，現場布置像素控制點坐標。

2.2 作業內處理

利用無人機航拍測繪傾斜攝影方式進行拍攝，可以即時得到地區精準的地圖信息數據，進而獲得分辨率較高的影像數據、實景四維信息、地形模擬數據。建立最終的四維模型，生成影像圖、地表數學模型。利用數學模型，可以對作業區的面積、體積進行測繪，從而得出其真實信息。

2.3 精確度分析

根據中華人民共和國規定的國家標準化《礦區工程測量規范》，繪圖比例尺在1:800 的工礦區細小坐標的點數和高度之間的誤差，不應超過表1的相關規定。

表1 細小坐標的點數和高度之間的誤差

傳統四維模型通常使用3dsMax、CAD 等軟件設計，在數據影像、CAD 平面圖或者圖片基礎上預估物體工程的外在等信息進行人為操作。這種制作方法的數據精確度較低，照片紋理與實際相差較大，且拍攝過程需要大量的人力。現今，國際統認已廣泛運用傾斜攝影測量技術，建模一般使用3d、CAD 等軟件，從中抽取布置點，現場設置7 個控制點, 對比現場網絡RMK 坐標數據與在DOK獲取的數據比較，見表2。

表2 坐標比較

2.4 與常規測量進行比較

傳統測量方式，進行常規的調查需要16～30天時間。而無人機傾斜攝影測量作業，時間僅需2天，并且精確度更高，效果更好。所以，兩種方法相比，無人機航空測量更良好。比如可以如實反映周邊環境的真實情況。讓人民從多個角度觀察，彌補了常規影像的不足。另外傾斜影像可以進行單張測量。即通過配套軟件儀器設施，使得傾斜攝影技術在礦業中廣泛科學使用。

3 結論分析

目前，與礦區工程相關的內容設置有關鍵頻率性能的維護、不可查波長的探尋、頻率的管量、固定位面的管理、多信號沖擊、使用長短不一的拍攝鏡頭。隨著無人機攝像技術的進一步應用，有關無人機周遭鏡像的變化也會隨之發生改變困難。無人機傾斜攝影技術用于礦區工程中，需要處理繁雜信號的不同干擾、數據之間的誤差，做好建設數據的處理與分析。

4 結語

本文對無人機傾斜攝影技術在礦區工程測量中的應用進行評估，依靠無人機傾斜攝影技中的不同操作平臺以及流程技術進行設計，對礦區建設的時間、數據采集、分析管理、成像技術進行優化。實驗論證表明，人機傾斜攝影技術在礦區工程測量具備極高的有效性。希望本文的研究能夠為人機傾斜攝影技術在礦區工程測量應用研究具有借鑒意義。