無人機傾斜攝影在礦山生態治理上的應用

謝 佳

（九江市測繪地理信息有限公司，江西 九江 332000）

在現有的礦山生態治理過程中，我們要做好土地損毀、水土流失、植被破壞等問題的探究工作。露天礦山開采形成了較為復雜的地形條件，尤其是破碎的邊坡、危巖存在滑坡、泥石流等隱患，技術人員在進行地質勘探中，無法近距離地進行測量，這時可以應用無人機傾斜攝影技術對高危地區進行探測。無人機傾斜攝影，具有較高的分辨率，能夠進行數據的實時傳輸、續航時間長、成本低，不容易受到覆蓋區域的影響。無人機傾斜攝影技術成功地應用在地質環境調查測量、應急救援等過程中，不僅能夠提高人員的工作效率，而且能對地質環境和生態環境進行分析，作為礦山生態治理的有效手段。對于現階段的礦山資源開采來說，可以在開采的全過程實施。無人機傾斜攝影技術能對礦山進行全方位的掃描和測繪，能夠幫助技術人員獲得礦山的詳細地質參數，確保在開采過程中高效進行。其中最為重要的是能夠通過該技術加快礦山開采的科技化和專業化進程，改變傳統手工操作的方式，在提高工作效率的同時，保證數據的精準性。

1 無人機傾斜攝影概述

在傳統的礦山生態治理過程中，技術人員需要對每個渣坡進行詳細的描述還要根據周圍的地形圈定地質單元。此種方法，在操作過程中時間長，容易受到地形的影響，也容易發生滑坡等。隨著無人機傾斜攝影技術的應用，在此基礎上建立三維模型，能夠有效地對地理信息進行可視化的描述。方便人員進行規劃設計，也可以通過EPS三維軟件交互功能有效地記錄目標區域的地質數據，以此為基礎能夠有效地繪制高精度的地面地形圖。無人機傾斜攝影技術是在最近幾年逐步研發的，在無人機攝影技術的基礎上使用多個維度進行測量，在應用過程中能夠進行數據信息的獲取、實現圖像匹配、GPS定位。也可以應用在公路修建、礦產資源開采等各個領域，該技術的范圍廣，信息處理效率速度快，能有效地提高礦山環境調查的精度和效率[1]。

值得注意的是，在礦山生態治理過程中，我們還要充分發揮無人機傾斜攝影技術在三維建模中的作用，該技術已經逐步成為測繪過程中的一種新型測量技術。無人機傾斜攝影技術在應用過程中，主要是通過飛行臺搭載多個傳感器進行測量，能夠站在多角度進行地形測繪，形成更加精準的地形圖，完成測量以后，還需要做好測量地點坐標的檢查，生成三維模型，這樣才能夠提高地形圖的精準性。在操作時要嚴格地按照航空攝影規范要求，提高航測軟件的應急處理能力。實際上對無人機傾斜攝影技術的研究，能有效地促進該成果的應用發展，更好地為區域發展做貢獻[2]。

2 無人機傾斜攝影在礦山生態治理上的流程

該技術在使用過程中需要結合計算機信息技術進行后期的三維建模，在飛行平臺上安裝感應器，直觀地反映被測對象。無人機傾斜攝影平臺、控制系統、以及地面監控系統是無人機傾斜攝影技術的3個重要組成部分[3]。

該技術在礦山生態治理過程中，第一，需要做好像控點的布設。主要是進行像控點坐標的確立，常見的是由GPS-RTK測定。第二，做好數據的收集工作。該技術在應用時，離不開固定翼無人機或者是大型的多旋翼無人機，這樣才能夠提高信息數據的獲取率。該技術在使用過程中它的分辨率和礦山生態環境治理的精準程度有著緊密的聯系。第三，需要進行數據處理。三維實景建模軟件完成以后，還需要進行三維實景模型的確立，掌握區域的地貌以及周圍的環境污染等情況。第四，測繪成果地表達。主要有數字正射像、數字高程模型DEM。與此同時，為了確保礦山生態治理的精準效果，在實景模型確立完成后，要借助計算機信息系統生成精準度較高的測繪成果。第五，借助遙感解譯工作，融入GIS軟件系統進行地質地貌的探究工作，能夠進行三維實景模型的體積面積計算[3]。

3 無人機傾斜攝影在礦山生態治理上的應用

3.1 核實地形圖

現階段在礦山生態治理過程中，我們需要如實地反映目標區域的地形圖。實際上，該技術在使用過程中離不開坐標信息，為了幫助技術人員迅速地提取高程數據，形成地形圖，要充分發揮無人機傾斜攝影技術的應用優勢，滿足礦山測量的需求，在使用過程中要避免數據在采集時出現局部失真。此時我們可以使用無人機建立三維模型，節省大量野外驗證的工作內容。在三維模型上提取特征高程點，這時能夠生成三角剖分網，生成地形線，再通過導入地形圖的方式進行驗證，將地形圖導入到三維模型中。在使用過程中，要避免由于地形高程數據提取點少而產生的錯誤。在無人機傾斜攝影技術應用過程中，首先需要進行全方位的地面勘探，幫助更多的操作人員了解礦山的基礎狀況，結合先進的傾斜攝影技術打造三維模型，進行遙感翻譯。在進行地面勘探時，要重點把握礦山所處的位置以及實際的地形狀況，如圖1所示[4]。

圖1 無人機三維實景模型

在三維模型建立完成以后，我們可以通過旋轉、縮放等功能進行多角度勘察，了解原土地規模特征、植被的發育狀況、土地的使用現狀等，也可以通過露天臺階、巖石邊坡進行解譯，為系統穩定性分析提供一定的理論依據[5]。

3.2 現狀地物的識別

在現階段的礦山生態治理過程中，我們在完成地形核查以后，要針對不同區域的不同地貌特征，將礦山線狀地物的渣坡、渣堆等進行地質單元的圈定，結合現狀中的具體圈定范圍，將其繪制到電子版的地形圖中，無人機三維模型具有可視化的地物以及坐標信息，在使用過程中更加直觀有效，如圖2和圖3所示。

圖2 現狀渣堆圈定范圍

圖3 現狀危巖體圈定范圍

實際上，通過三維模型能夠全方位地觀察地物，身臨其境，在提高礦山勘查效率的同時也極具安全性，尤其對于小型的滑坡、崩塌具有較大的適應性。在現階段的礦山生態治理過程中，使用無人機傾斜技術能有效地對滑坡信息自動提取，并對提取出來的滑坡進行形態和紋理的精準度評價，方便后續操作[6]。

3.3 制作高精度的剖面圖

在現有的礦山生態治理過程中，需要制作高精準度的地形圖。一方面，在進行剖面圖繪制時，可以采用導線結合定位設備的方式強化現場勘查。另一方面，可以使用圖切等高線的方式獲得。這兩種方式，不管是哪一種都主要是進行原始數據的精準測量，而對于高陡的邊坡。如果使用人工測量，很難達到精度，也無法獲得精準的信息。這時我們可以采用無人機三維模型，通過無人機傾斜攝影技術，有效地獲取高陡邊坡的高程數據。同時，與之對應的圖切剖面數據也會更加精準。在使用過程中，它不僅能夠如實地反映具體的地物數據，而且三維模型也能夠反映負地形地物數據。通過三維軟件中的圖切剖面功能生成更加精準的剖面圖。負地形三維展示效果與剖面圖如圖4所示。

圖4 負地形三維展示效果與剖面圖

除此之外，在高精度的剖面圖制作完成以后，我們還需要做好高精度立面圖的制作工作。針對礦山內的裸露巖質邊坡，要根據高突破面的粗糙程度、起伏程度進行分析，可以采用生態袋、植生混凝土等方式進行礦山的生態治理。與此同時，還可以借助計算機信息系統計算不同治理方式面積，更好地進行施工指導。傳統方法多數是使用人工導線結合的方式進行測量，然而在運用過程中效率極低。在進行無人機三維模型構建過程中，依靠高精度測繪提高工作效率的同時，還能夠描繪地質界線，確定其他立體的邊界線，能夠自動地按照高程方向記錄水平距離或者是垂直高度。實際上，在無人機傾斜攝影技術使用過程中，能夠形成三維空間模型，使數據變得更加立體。借助三維工具做好地形數據的管控工作，在繪制高精度的剖面圖、工程地質圖的同時，還能夠精準地計算表面積。該技術在應用過程中能夠有效地提高工作效率、降低風險以及運作成本，使得地質信息具有較高的測量性。雖然該技術在應用過程中具有較高的可靠性和可測量性，但它的分辨率極高，數據巨大，在使用過程中需要數據處理能力大的計算機，以此為基礎生成的三維圖像占用的空間也較大。這就對計算機的存儲空間以及傳輸速度提出了更高的要求。因此，在礦山生態治理過程中要充分發揮該技術的應用優勢，提出更加科學的治理方案。

3.4 礦山環境設計

在具體操作時，要充分發揮原始設計的重要作用，強化排水溝和擋墻的布置工作。正因如此，我們需要不斷地拓寬無人機三維模型技術的應用范圍，加強不規則表面積的計算工作，不斷地積累實踐經驗。尤其是在進行環境勘探過程中，我們需要進行人機交互的解譯，做好露天礦坑、水面等內容的統計面積計算，分析原生植被覆蓋與植被恢復的情況，制作土地損毀的現狀圖，在瀏覽三維模型的時候可以通過旋轉、縮放等各種功能，全方位地了解礦山生態治理的重要作用。在實踐過程中對露天采坑、工業場面、植被發育等進行解譯，建立解譯標志。尤其是在進行后期的竣工驗收時，我們要建立實景三維模型，將其融入到日常的施工設計中。全方位地控制施工進度和施工內容，加大生態修復工程的驗收工作，通過三維實景建模，能夠有效地進行驗收材料的展示。與此同時，在進行礦山生態治理過程中，針對涉及到的災害防治、地質、實景、實貌、水土污染等，需要進行全方位的控制，可以在室內解譯80%以上的礦山地質災害。有針對性地開展野外調查，全方位提高勘探工作的安全性。

實際上，在礦山生態治理過程中，無人機傾斜攝影技術能有效地進行露天采坑、礦山、工業場地、廢石堆場等一系列的數據勘查工作。該技術能對礦山地表進行三維實景建立，對礦山的地質環境以及生態環境進行全方位的遙感分析。在減少野外調查工作量的同時，還能夠有效地減少人員負擔，降低操作成本，全方位地提高地質勘探的精準率和作業效率，能夠實現對露天臺階邊坡、高危地區崩塌滑坡的調查。在確保調查安全性的基礎上，確保工作順利進行。無人機三維實景模型和正攝影能夠如實地還原礦山的地質地貌，為更多的人員在進行生態治理、生態恢復過程中提供豐富的基礎資料。無人機傾斜攝影技術是礦山地質環境調查、生態修復的重中之重，尤其是在治理階段通過無人機正攝影技術進行拍攝將其作為工作底圖，能夠進行可視化的設計。在提高設計效率的同時，更好地向管理人員闡釋自己的設計成果。該技術在使用過程中也可以進行生態恢復、生態監測、礦山驗收等工作。尤其是監管部門可以通過建立3D的實景數據庫平臺，及時地把控無人機遙感監測數據的最新動態，結合國土空間的各類要素，在進行礦產

資源開發以及礦山治理過程中進行全方位的管控，這樣才能在最大范圍內應對資源開采前后生態環境發生的改變，為人員提供可靠的第一手資料。

4 結束語

簡言之，在礦山綜合治理過程中使用無人機傾斜攝影技術能夠使數據信息更加全面。相較于傳統的直拍來說，在進行礦山無人機測繪過程中，能夠對具體的地質、地貌等情況進行傳遞，尤其是無人機傾斜攝影技術，在使用過程中還能夠形成整體的三維模型，這對后期開采有著極大的幫助。一方面，在無人機傾斜攝影技術應用過程中，能給礦山生態治理提供更加精準的專業化信息。無人機傾斜攝影技術的使用，不僅能夠獲得多樣化的二維數據，而且還能夠通過將獲得的圖像傳輸到信息軟件，進而構建三維模型。技術人員能夠通過這些三維模型進行細致的研究和分析，制定有效的解決方案。另一方面，它為礦山管理工作奠定了強有力的基礎。無人機傾斜攝影技術在使用過程中，能夠幫助更多的管理人員獲得大量的高清信息，借助以上數據，礦山管理人員能夠對地形地貌進行全面的掌握，在礦山開采過程中能夠獲取更多的數據和資料，這對礦山周圍生態環境保護工作是極為有利的。值得注意的是，在現階段的礦山生態治理過程中，強化無人機傾斜攝影技術的使用，能夠提高礦山的開采效率。不僅能夠讓更多的操作人員在礦山開采過程中了解安全隱患，及時規避，而且能夠大量降低探測成本。無人機傾斜攝影技術在使用過程中需要依據更加專業化的數據，同時借助三維模型，使得礦山數據信息更加生動，制定出更加全面、科學的開采數據。

換句話來說，在礦山生態治理過程中，我們要充分發揮無人機傾斜攝影技術的獨特優勢，強化礦山開采的時效性。伴隨著我國經濟水平顯著提升，人們對現有資源的使用率也在日益提高，這也給礦山開采工作提出了更高的要求。在礦上開采的前期，我們需要進行礦山測繪，改變傳統人工測繪的方式，確保信息的可靠性。通過無人機傾斜攝影技術，能夠減少人力成本的投入。在提高測繪專業性的同時，降低運作成本，更好地推動無人機傾斜攝影發展，在最大范圍內推動我國能源的開發和利用，為后期礦山開采提供便利。