航空攝影測量在礦山地形測量中的應用研究

劉慶林

（安徽省地礦局311地質隊，安徽 安慶 246003）

進行礦山地形測量不僅可以準確地獲取礦山的相關地形數據[1]，還能將礦山的基本信息進行整合，設計礦山開采方案，對礦山的研究和開發都有著重要意義。航空攝影測量則是利用無人機[2]，搭建航空攝影測量平臺，實現礦山空間測量[3]。航空攝影測量技術可以全方位多角度地測量礦山的基本信息，因此，在對某些復雜地形的礦山進行測量時，應用航空攝影測量技術可以輕松實現全方位測繪[4]，降低人工測繪的難度，減小測繪誤差。

應用航空攝影測量技術可以加強對礦區信息的掌握程度，可以實時對某些隱患地區進行測量[5]，反饋安全信息，除此之外，僅需要幾架無人機即可完成對整個礦區的測量[6]，無需消耗大量的人力資源，便于礦區的生產規劃，可以根據拍攝的畫面，建立測量模型，合成整個礦區的虛擬地形圖，更加生動形象的了解礦區的信息，及時對各部分的安全風險進行測量，加強礦山生產的可靠性。除了上述闡述的優點外，應用航空攝影測量技術還可以及時了解礦區的環境狀況，便于進行環境保護和生態治理，因此本文研究了航空攝影測量在礦山地形測量的應用。

1 航空攝影測量技術優勢

當前的航空攝影測量技術納入了很多科技因素，會根據不同的攝影測量需求，進行科技因素之間的優化配置。就目前廣泛使用的航空攝影測量技術而言，其可以依據納入的科學要素分為若干個技術種類，第一種是對象鎖定技術，其可以在選定區域內利用GPS定位手段進行地區范圍限制，第二種是全數字空中三角測量技術，該技術可以將測量的二維平面與三維立體圖像進行結合，實現全方位測量，第三種是像控點測量技術，該技術加入了同步數據解算要素，保證攝影測量的效率，該技術還加入了空三加密技術、數字生成制作技術，以及利用建模工具進行的EPS三維測圖建模技術，因此，現階段一些相對復雜的測量領域也使用該技術進行實景三維OSGB建模。

本文將航空攝影測量與其它傳統的測量方式進行對比研究后發現，航空攝影測量最突出的特點有以下幾個方面。第一，降低了測量工作人員的工作強度，在使用傳統的地質測量方式作業過程中，要對測量設備進行運輸，還要根據實際測量情況不斷變換監測位置，遇到地形特殊位置則需要投入更多人力。航空攝影測量技術投入使用后，能夠有效解決傳統測量方式實施過程中的問題，同時縮短了測量時間。第二，測量作業更具靈活性，航空攝影測量運用的是微型設備，對于復雜地形區的地質測量更具有靈活性。第三，綜合了多種測量技術。航空攝影測量具有多元功能，可對測量作業中所存在的潛在風險進行有效預測，因此該技術具有非常明顯的應用優勢。

2 航空攝影測量在礦山地形測量中的應用

2.1 數據處理與質檢分析

航空攝影測量技術在數據處理和質檢分析中有重要的應用價值，其可以進行數據的實時修正，實現數據的綜合控制。除此之外，應用該技術進行測量時，還可以將測量到的數據實時加密，增加數據質量，還可以設計指定的算法，根據平差計算原則進一步分析測量地區的局域網數據，實現質檢分析。不僅如此，在航空攝影平臺進行數據采集后，還可以根據生成的測量三維模型，及時對信息進行濾波處理和數據校正，保證數據實時控制與質檢分析的準確性。在測量時，還可以設計精度坐標，保證其比例尺與測量區域呈1:1000擬合，實時控制測量誤差，保證測控精度。

2.2 解決測量精度

在測量時，傳統的測量方式很容易受到外界因素的影響，導致測量精度低。攝影測量技術可以避免自然條件影響，雖然在測量的過程中，可能會產生測量盲區，但這些測量盲區可以使用三角矯正法進行計算，保證了攝影測量的精度。除此之外，攝影測量技術還可以進行多次補攝，避免由于影像虛化產生的測量誤差。

2.3 地面測量控制

為了提高攝影測量的精度，還可以設置地面控制儀，實現地面無人機雙向測量，該方法可以有效地提升攝影測量的精度，解決在進行攝影測量時，無人機攝影死角部分的成像問題，因此在測量之前，必須合理地進行監控點布設，保證地形變化過程中依然能實現實時監測，除此之外，還需要根據測量的地形調整測量密度，保證測量始終保持在標準范圍內。測量監控地點需要在容易識別的山體和地形上布設，還需要保證監控地點可以實現全方位測量，也就是說，要部署的所有監控點必須能實現完全測量，不能有任何死角。一般可以將監控點部置在自然地形變化較小的地方。測量區域外也需要布設監控點，來控制整個測量區域。中間的邊界控制基點通常不放置在超出邊緣輪廓的航線外，且邊界航線兩側的監控點通常不布設在左右，半徑應在基準點范圍內，不能小于邊界基線長度的一半。

3 應用實例分析

應用航空攝影測量技術對某礦山進行測量，測量礦山屬于丘陵地貌，礦區觀測范圍約3平方千米，海拔高差在200m左右，使用區域網方式，在間隔布設像控點，利用RTK技術，采集測量圖像，繪制此時測量礦區的三維模型，如圖1所示。

圖1 測量礦區三維模型

根據圖1的測量模型，采集礦山信息，將其與實際的高程進行比對，精度分析結果如下表1所示。

表1 精度分析結果

由表1可知，此時測量地形的精度均與標準精度擬合，差值較小，因此，航空攝影測量技術在礦山地形測量中有較好的應用效果。

4 結語

綜上所述，航空攝影測量技術對礦山地形測量有重要的應用價值，其不僅可以解決復雜礦山的測量問題，還可以減少人力成本，提高測量效率，對礦山生態環境保護也有重要意義，因此在后續的礦山測量中，可以利用該技術，搭建測量模型，實現測量數據的實時傳輸，確保測量的準確性。