無人機傾斜攝影技術在礦山測繪中的應用

張素杰 李瑞 李小虎 張世豪

（北京科技大學天津學院 天津市 301830）

在進行礦山開采以及建設的過程中是離不開對礦山的測繪，這是重要的信息來源方式，同時在進行礦山測繪過程能有效地反應出礦山的信息，提高資源開采的效率，保證企業的效益提供了建設的保證基礎，為此，礦山測繪的對于礦山建設中發揮著無可替代的作用。相比較以往的礦山測繪技術而言，無人機礦山測繪的形式其耗時短，周期短，對于信息反饋真實，能大大提高測繪的質量。隨著衛星定位的技術、人工智能的技術以及移動通訊技術的不斷發展，在進行礦山繪制大比例尺地形圖的時，正在逐步引入傾斜攝影測量技術。

1 無人機傾斜攝影技術概述

無人機攝影技術是在無人機上安裝以及搭載多個傳感器的方式，可以從多個角度來進行區域拍攝和測量。在無人機的技術不斷發展過程中，其傾斜攝影技能也被運用到多個領域。傾斜攝影技術，也就是在多個角度來提供更高分辨率的影像技術信息，從而能建立起三維模式的數字模型，在進行城市建設、山地測繪發揮著重要的作用，并且與傳統垂直攝影技術比較，通過無人機傾斜攝影在進行測圖工作過程中可以不再佩戴立體觀測眼鏡。對于工作人員而言有方便快捷。當無人機在使用傾斜攝影進行測量的過程是通過將各個攝影點進行前視、后視、右視、左視以垂直等五個角度進行測量，如此就能有效生成一個三維實景模型，通過分析整理、計算就能很快得到地理位置、地勢情況以及縱橫斷面等各方面地域特征。然而在以往的測量方式和方法，僅僅將各攝站點中心投影影像進行整合處理，由此生成正射的影像，但是如何有效分析出地物具體情況還是非常有限的。兩者進行比較，無人機傾斜攝影測量可以有效生成正射影像，同時還能對于多個比例尺進行測制，建立事物三維圖像，對于地物有一個全面的展示，還可以計算出地物的縱橫斷面，為方便研究地物的全方位打下堅實的基礎，更好地發揮其測量作用。

2 無人機傾斜角度攝影的原理以及運用優勢

2.1 無人機傾斜角度攝影的原理分析

無人機傾斜攝影技術是在無人機上面，來進行安裝多臺數碼相機，那么相機則可以從多個角度來進行收集具有高分辨率的圖像，這種技術是建立在五鏡頭傾斜攝影系統權利進行處理，同時也所采集的數據以及像控點的數據有機地結合起來，在根據數據計算和相關軟件得到數字表面的模型以及三維正射模型。

2.2 無人機傾斜攝影優勢運用

2.2.1 獲取多角度的信息

在傳統的攝影技術條件下，只能獲取到垂直攝影一個角度攝影，因此，對于地物的其他角度的形狀不甚了了解，那么在進行測算過程中單憑一方面的圖形是很難對地物進行全方面的了解。然而通過引入無人機傾斜攝影，有效解決這方面的問題，這種方式可以得目標的各個側面信息，在通過綜合分析的方式，有效彌補了傳統垂直攝影的缺失。在多個角度獲取到的測繪圖形，那么就能利用三維立體的計算模型進行搭建，更好地促進測量工作目標的實現，提高測繪信息的水平和質量。

2.2.2 對于待測的目標還原度高

在進行待測的目標還原過程中要堅持按照步驟進行，為后續項目的跟進有很好的指導價值。然而在傳統的垂直攝影技術條件下只能獲取單方面的地理信息，在進行還原工作存在很大的困難，然而通過運用到無人機傾斜攝影就能獲取多方面的信息，對待測的目標物進行多角度、側面角度等信息的收集，能更好地還原待測目標的工作。

2.2.3 待測目標成像就會更清晰

在無人機傾斜攝影過程中，由于其具有攝影的功能，因此要搭載多頭攝像頭，同時在進行拍攝過程中分辨率更高，那么對于目標地的各種紋路能更好地呈現反饋，與此同時，這對待測地的周圍環境成像也是非常清晰的

3 無人機傾斜攝影技術的應用范圍分析

3.1 堆體測量

在進行礦山、建筑物等工程建設過程中，是需要提前對目標地進行沙堆以及土堆等進行深度的測量。目前，我們一般在進行堆體測量的過程一般是使用GPS 以及全站儀等測量手段。那么在測量之前要進行航線的設定，在被測試區域能進行數據的檢測，之后在信息系統中就會自動生成需要的三維模型等，從而更好地測量出目的地的體積和距離等，為工程建設提供更加精確的數據信息。

3.2 隧道、管道檢測

在進行鐵路、地鐵等隧道檢測過程中，以往的檢測方式是需要工作人員進去到隧道內部進行人工排查的環節，這種方式，需要投入大量的人力和物力，并且耗費時間長，效率低下，同時又存在很大的安全風險，如此加大了檢測工作的難度。然而在使用了無人機傾斜攝影技術可以有效采集的隧道信息精度比較高，同時對已經建成的三維模型方便進行查看，如此工程師在進行工作的過程中能將更多的精力投入到數據分析，同時也能有效對出現的問題進行解決。

3.3 高速公路測繪

在進行高速公路工程維護和改造的過程中，可以有效獲取更多的有效圖片，在傳統的測繪形式中，所耗費的時間長，因此，在使用無人機傾斜攝影技術的過程中，既能保證測繪圖形的有效性，同時降低在測繪過程所產生的成本，對于測繪所得的圖片可以通過將GIS 應用程序與三維建模軟件結合在一起，并精準評估實際工程量，利于工程建設的順利進行。

4 無人機傾斜攝影技術的礦山測繪方式

跟傳統的攝影技術比較，在進行礦山測繪的過程使用無人機傾斜攝影技術其含金量是比較高的，對于信息進行處理速度是非常快的。與此同時，由于攝影角度與范圍之間有很大差距，在進行礦山測繪的過程中，要堅持從多個角度來對礦山的地貌進行還原，并且能夠在很大程度上減少人力和物力的投資。

4.1 礦山測繪工作前期的考察工作

通過無人機進行礦山實地測繪的過程中，那么工作人員應該對礦山進行礦山的范圍有一個初步的確定，當使用無人機來進行試拍期間能對拍攝分辨率進行調整，從而使無人機能達到最好的效果。在此之外，為了能有效避免由于無人機在測繪過程獲取信息不夠全，導致礦山后期開采過程遇到問題，那么在一般情況下，在對礦山的拍攝的具體范圍應該更大好多。

4.2 無人機航拍路線的規劃

在獲取到礦山的相關信息以后，那么就可以對所有的信息進行整理和分析，那么針對無人機控制權利可以加入分辨率更高的配件，在進行綜合計算之后，應該全面考慮好航拍路線的規劃[1]。

4.3 無人機航拍圖像處理

在進行無人機的傾斜攝影技術進行礦山測繪時，對于工作人員而言應該結合多個角度的成像圖形進行組合，并且能合理地調整各個拍攝的參數，在進行無人機進行傾斜拍攝時，要對信息進行整理和收集，，總的來說，在拍攝過程要注意到航拍的拍攝角度、航拍路線、所獲取到的圖形信息進行合理的歸納和整理。當無人機傾斜攝影技術完成了對礦山的測繪圖形之后，則需要圖像專業人員根據數據計算權利進行計算，并繪制制成三維模型方便后期進行礦山開采的時候提供參加[2]。

4.4 無人機拍攝結果進行分析評價

當無人機所拍攝的信息在完成獲取之后，要及時將所測繪所得的結果進行分析和整理，尤其是測量結果的進行分析，對于測量所得的結果能進行判斷，其評價能有效地對檢測的結果進行評價。在借助了無人機拍攝的航拍的過程，可以對所需要的信息其合格以及完成度能進行篩選，那么等到了檢測點的就要合理地將航拍結果進行還原，將數據資源使用配置運用到實處[3]。

5 無人機傾斜攝影技術在礦山測繪工程中的應用

5.1 無人機拍攝航線設計和規劃

無人機在航拍的過程中可以通過多個角度進行，因此，在進行無人機的飛行角度、飛行高度以及鏡頭的距離可以事先進行調試，那么對于所獲取的數據結果進行計算，就能大大提升數據的準確性，如此一來就能為航線設計的工作提供更為有效的幫助[4]。

5.2 地面觀測

在礦山測繪的過程中，對于地面的觀測是工作的重點之一。那么進行地面觀測的重要過程是要考察地面狀態以及地表面所存在的目標點，然而在傳統的拍攝的方式只能了解到地面頂部的信息，然而對地面高度的數據是較難測量。由于傾斜攝影技術通過多角度拍攝，那么對地面的各個角度有一定的了解，加之多個角度來分析，就能有效分析和計算出高度信息。通過計算出的高度信息，測繪人員就能有效估算出不同高度的目標值，如此得出的結果最為準確，在很大程度上提升測繪分析的結果精確性[5]。

5.3 GPS布設

在進行無人機測繪過程中，對于測繪的工程中CPS 布設一個關鍵問題。只有合理化地提升GPS 布設工程，那么無人機所拍攝出的數據就能實現同步，大大提升工作的效率。在此之外，通過GPS 布設的相關工作完成之后，那么就需要對所接受的信息進行整理，那么其最終的目標在于能及時地接受無人機在進行測繪的數據。當信息進行接受工作過程，需要保證無人機的供電充足，然而，在傳統的垂直攝影方式在進行所獲取的信息是非常有效的，則會需要對目標點的更大面積進行拍攝，這在一定程度上會增加拍攝的時間。由于無人機在進行拍攝的過程是需要多角度進行拍攝，而且是次數比較多從而有效地縮短無人機在進行工作所需的時間，這可以有效提高無人機使用電量，同時也能擴大拍攝的范圍，最終提升GPS在進行布設工作的效率[5]。

5.4 數據處理

當無人機進行攝影完成后，那么就需要對所拍攝的數據和信息進行處理，這能有效地提高工作的質量和效率。無人機傾斜攝影技術與傳統的攝影技術進行比較可知，那么就可以從更多的角度分析所得的信息和數據，最終能提高數據處理的質量和效率。對于無人機搭載有傾斜攝影技術其帶有預處理系統，對于預處理系統而言，在完成了拍攝任務以后，能對信息進行簡單的處理，同時對于拍攝過程中無效的信息可以進行預先剔除，那么在很大程度上減少后期工作處理圖片的難度系數，為后期工作開展提高速度和準確度[6]。

5.5 質量控制

無人機在進行拍攝的過程中是為了獲取更多的信息，為此，對于數據的獲取質量影響元素是非常多的，比如，拍攝的角度、拍攝的時間、拍攝的高度以及照片的質量等，然而，無人機要進行傾斜攝影時需要從不同角度進行攝影調整，如此就能確保測繪工程成相的質量。同時，根據預先所設計好的航拍路線，在很大程度上能保證拍攝攝影的質量，在所拍攝的影像不符合測繪的要求時，可以及時地進行補拍，從而減小測繪工程中的誤差。

6 結語

總而言之，隨著我國城市化進程的加快，現代化建設的步伐也在不斷地加速中，人們對于資源的需求量也在提高，由此，這也在很大程度推動了礦山開采的進程。礦山測繪是建立在礦山開采的基礎上，傳統的人工測繪在使用過程中，其存在準確性和效率低下的缺點。而無人機傾斜攝影技術在這個基礎上進行很大的改進，有效提升了拍攝圖片的質量。因此，在資源需求不斷增加的今天，無人機傾斜攝影技術將會得到進一步的發展和應用，從而推動我國礦山那測繪儀以及管理的數字化進程，為我國的經濟又好又快發展做出貢獻。