浅述无人机倾斜摄影测量在矿山测绘中的应用

冯改改?彭文博

摘 要 无人机倾斜摄影测量技术在矿山大比例尺地形图测绘中具有明显的优势，显著减少了测绘人员外业工作量，提高了测绘效率，降低了测绘成本。将无人机倾斜摄影测量技术应用于矿山测绘，明显提高了测量精度，为矿山建设奠定了基础。此外，倾斜摄影技术获取的影像数据含有三维信息，为建设三维矿山以及智能化矿山奠定了基础。

关键词 无人机倾斜摄影测量;矿山测绘;应用

1无人机倾斜摄影测量技术概况

无人机航空摄影技术包括倾斜摄影测量技术和垂直航空摄影测量技术，前者有效的弥补了垂直摄影测量技术无法获取测绘区域侧面信息的缺陷，实现了多角度获取地面地物信息的目的，即无人机倾斜摄影测量技术实现了地物三维信息的获取，这为矿山测量由二维向三维发展奠定了基础。无人机倾斜摄影测量技术是以无人机平台为基础，搭载多台倾斜相机对测绘区域以不同角度进行航空拍摄[1]。倾斜相机镜头角度要根据不同测绘区域地形地貌变化特征、无人机设计行高等调整曝光周期等。

2无人机倾斜摄影技术优势分析

与无人机垂直摄影技术以及其他测绘技术相比，无人机倾斜摄影技术具有明显的优势，主要体现在：①无人机倾斜摄影技术实现了多角度、多方位实时动态拍摄的目的，促进了矿山测绘由二维向三维转变，为实现智能化矿山奠定了基础;②具有分辨率高的优势，无人机倾斜摄影技术采用了多个相机镜头，实现了多角度、多方位拍摄的目的，有效的弥补了垂直摄影仅能获取垂直影像的弊端，提高了影像资料的分辨率和精度;③降低了测绘盲区的出现概率，垂直摄影技术受地形地貌以及垂直摄影影响，在测绘过程中往往出现较多测绘盲区，而无人机倾斜摄影技术有效改善了上述弊端;④具有经济优势，无人机倾斜摄影技术能够在较短的时间内获取较大面积的影像资料，减少了的大量测绘人员外业工作量，缩短了测绘周期，降低了测绘成本，具有较高的经济意义。

3无人机倾斜摄影测量在矿山测绘中的应用

3.1 无人机倾斜摄影测量准备工作

本文以某矿山的大比例尺地形测量为例，讲述无人机倾斜摄影测量技术在矿山测绘中的应用。本次选用的无人机型号为HARWAR-YT无人机，配套安装相应GPS定位系统、飞行管理系统，搭载哈瓦倾斜数字航空摄影相机。无人机倾斜摄影测量技术对无人机飞行条件的要求較高，在使用该技术时应注意以下几点内容：①不同的天气气候对无人机倾斜摄影质量影响较大，因此需根据测绘区域的气候变化选择合适的季节飞行，一般选择在每年的五六月份进行，该阶段气候一般吻合、少雨，普遍适用无人机飞行;②在确定大致飞行时段内要选择具体的气候变化，如选择天气晴朗、无风或者微风天气等，即需要根据测绘区域的气候制定相应的飞行时段，一般选择上午10点至下午2点之间;③重叠度设计问题，根据测绘区域地形地貌变化特征制定相应的旁向重叠度、航向重叠度等参数;一般旁向重叠方向以平行于测绘区域边界的首末航线敷设，并位于测绘区域边界外侧，而航线重叠方向按照超出测绘区域边界设计基线长2倍进行。

3.2 像控点测量

像控点测量工作是无人机倾斜摄影测量必不可少的环节，是提高无人机倾斜摄影测量质量的主要手段之一。因此，加强地表像控点布设的合理性至关重要，如像控点一般布设在地形无争议、较明显区域等。空中三角加密测量也是提高无人机倾斜摄影测量精度的重要方法之一，但是空中三角加密测量并不完全取决于测绘区域地表像控点的密度，而是与测绘区域的地形地貌和像控点均有较大的关系，如在复杂地形地貌区域，为了提高测绘质量可在规范要求密度基础上加密布设像控点，而在地形地貌变化范围小的平原区域，可适当降低像控点的布设密度。

像控点的布设质量直接关系着无人机倾斜摄影测量质量，因此，在布设像控点过程中应注意以下几点内容[2]：①若像控点位于飞行子区块之外，则该类像控点以控制测量整个测绘区域为基础，因此应布设在测绘区域边界线以外，且位于航向大于100m、航向基线不少于1条的区域;②若像控点位于航线两段，则要求像控点的左右偏离半径不大于半条基线的长度;③像控点的布设位置应该不存在地形争议，即布设于地形易识别的区域，此外，像控点的标准必须是清晰的，一般选择地块角、房角等地物，若像控点为多个地物的交汇部位，则必须满足多个地物的交汇角介于30°～150°之间;④像控点一般布设在周边地形变化较小的区域，如山头等部位，可以有效提高无人机倾斜摄影测量精度;⑤像控点布设应避开植被发育、墙角等部位，防止在飞行摄影过程中因遮挡而无法获得像控点的信息;⑥像控点的布设位置一般选择交通条件方便、易于保存的区域，可作为二次矿山测量的水准点等。

3.3 空中三角加密处理

无人机倾斜摄影测量技术与无人机直射摄影测量技术相比，前者实现了多角度获取测绘区域影像资料的目的，明显降低了摄影盲区的弊端。但是，无人机倾斜摄影测量在实际获取测绘区域影像数据时，受地形地貌变化、高大树木遮挡等问题仍然出现测量空白区域，或者出现地面控制点达不到实际需求等现象，导致最终的测量精度明显降低，此时需要进行空中三角加密测量。空中三角加密测量技术可以弥补上述不足之处，主要依赖于对影像外的方位元素的准确预算上，使用数据处理软件将地表干扰因素剔除，进而提高测量精度的方法，尤其是对地形地貌复杂区域的测量精度具有较明显的改善。

4结束语

无人机航测技术包含垂直摄影技术和倾斜摄影技术两个方面，后者有效改善了垂直摄影无法获得更多方位信息的弊端，逐步实现了多角度获取测绘区域信息的目的，显著提高了测绘精度。与传统的测绘技术相比，无人机倾斜摄影技术具有精度高、周期短的优势，因此逐渐应用于各行业中。

参考文献

[1] 胡月.无人机三维倾斜摄影技术在矿山监测中的应用[J].世界有色金属，2019，（10）：282，284.

[2] 李国生.无人机倾斜摄影技术在矿山环境治理中的应用[J].世界有色金属，2019，（7）：191，193.