无人机航测在桐城某矿山测绘中的运用

陈芳香

（安徽省地质矿产勘查局326地质队，安徽 安庆 246003）

无人机航测常具有大面积观测、复杂区域观测、输出数据成果多样且快速高效、机动灵活、成本低等特点，成为遥感测绘领域的新兴力量。而无人机低空摄影测量技术的兴起，更是为矿山测绘、环境调查提供了极大地便利[1]。近年来，我队结合自身特点，在矿山测绘、巡线检查、地质调查中，大力实践无人机技术，取得了良好的效果。本文着重介绍无人机在矿山地形图测绘中的具体应用[2]。

1 外业流程

1.1 无人机航线规划

图1 规划航线图

矿区一般都处于比较偏远的山区，地图更新较慢，规划航线时，可采取飞行器定点方式圈定飞行范围，然后根据具体要求设置相关参数[3]。项目需求的地形图比例尺为1:1000。经计算，本次矿山无人机航摄计划飞行高度150米，计划飞行时间25分钟，计划飞行面积7.89HA。设置航向重叠度80%，旁向重叠度75%，航线长度约4.081Km。

1.2 像控点布设与PPK基站架设

像片控制点测量是航测内加密和测图的依据，是影响成图精度的主要因素。野外像片控制点的布设按照《1:1000地形图航空摄影测量外业规范》中区域要求进行布设。由于本次矿区范围较小，故在矿区内均匀布设了6个像控点，像控点采用红白油漆对三角形状布设[4]。用RTK配置AHCORS系统和相关参数按相关控制要求采集各个像控点的CGCS2000国家大地坐标和1985国家高程基准。之后在位置相对较好的地方将中海达PPK基站架好，设置好文件名、采样率等相关参数，点击开始进行数据采集。

图2 像控点布设

1.3 执行飞行计划

根据矿区大致范围，在地面站上规划好对应的航线任务后，即可上传飞行计划，待无人机自动检验校准无误之后，无人机将自动执行航线任务。飞行期间，飞手时刻关注地面站相关信息，了解相关飞行情况。待任务结束后，无人机自动返航并降落回到起点。

1.4 外业草图绘制

为方便后期地形图要素标注，现场概略绘制了草图。草图主要是村庄名、厂矿企业名、各类道路名、水系名、山名，管线类别并注记相关属性。

2 内业流程

倾斜摄影是通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、倾斜等不同的角度采集影像，获取地面物体更为完整的准确的信息。通过多视角空三解算等一系列处理，较好的解决了真实地物侧面纹理的获取问题。为用户呈现了符合人眼是觉的真实世界。倾斜三维模型数据可真实的反应地物的外观、位置、高度等属性，增强三维数据带来的高沉浸感，弥补了传统方法的缺陷。

2.1 模型精度控制

在内业处理系统中创建一个空的区块，在区块中导入影像，然后在导入的影像中输入相关的相机参数，并导入对应相片POS。在空三运行之前将控制点与影像进行人工关联操作，为模型提供地理参考。绝对精度将取决于三维网格的相对精度和控制点的精度（或照片三维位置）。

2.2 完整的三维建模

软件通过空三加密点计算出不规则的三角网TIN，并生成白模的三维模型，再通过三维模型形状位置从航片里面选取最合适的进行纹理的贴合，最后输出纹理逼真的实景倾斜三维模型。可以从不同的角度获取地面物体完整准确的信息。

图3 三维模型

2.3 正射影像

图4 真正射影像

前期数据准备完毕后，提交空三任务。待空三加密计算通过，模型精度达到要求之后，根据具体需求生成所需要的数据交换格式，用于后期模型制作。如图生成的矿区真正射影像图。

2.4 矢量化处理

将前期软件生成的DOM和真三维模型数据导入山维EPS软件中，再进行矢量化处理；采集居民地与厂矿房屋及附属、道路交通、水系、管线等要素及附属设施，判别勾绘植被范围并注记类别，判别勾绘坡坎并提取高程点、生成等高线。最后，根据外业草图加注相关注记，并加以编辑整饰，绘制全要素地形图。如下图：

图5 矢量化图

2.5 野外核对与检验

将上述生产的地形图，先通过专职质检员内业检查后进行纸质打印，到实地进行巡视核对，并采用RTK和全站仪采集数据，对相关明显要素进行精度检查。

经查，本次地形图地理精度优，平面中误差在±7cm，高程中误差在±8cm，数学精度优。完全满足1:1000地形图的精度要求。

3 总结

无人机测绘具有快速高效、影像实时传输、高危地区探测、成本低、灵活等特点。

本次桐城某矿山地形测绘，通过结合中海达PPK技术，完全可以满足矿山测绘的精度要求，对比传统地形测绘，无人机测绘有输出种类多、影像成果观测直观、效率高等优点，避免了RTK设备在山区信号不好、效率低等缺点。除此之外，无人机实时传输影像还可以在矿区地质调查、巡线检查、河道监测等方面发挥很大的作用。相信在不久的将来，无人机将服务于更多的领域。