无人机倾斜摄影在矿山生态治理上的应用

谢 佳

（九江市测绘地理信息有限公司，江西 九江 332000）

在现有的矿山生态治理过程中，我们要做好土地损毁、水土流失、植被破坏等问题的探究工作。露天矿山开采形成了较为复杂的地形条件，尤其是破碎的边坡、危岩存在滑坡、泥石流等隐患，技术人员在进行地质勘探中，无法近距离地进行测量，这时可以应用无人机倾斜摄影技术对高危地区进行探测。无人机倾斜摄影，具有较高的分辨率，能够进行数据的实时传输、续航时间长、成本低，不容易受到覆盖区域的影响。无人机倾斜摄影技术成功地应用在地质环境调查测量、应急救援等过程中，不仅能够提高人员的工作效率，而且能对地质环境和生态环境进行分析，作为矿山生态治理的有效手段。对于现阶段的矿山资源开采来说，可以在开采的全过程实施。无人机倾斜摄影技术能对矿山进行全方位的扫描和测绘，能够帮助技术人员获得矿山的详细地质参数，确保在开采过程中高效进行。其中最为重要的是能够通过该技术加快矿山开采的科技化和专业化进程，改变传统手工操作的方式，在提高工作效率的同时，保证数据的精准性。

1 无人机倾斜摄影概述

在传统的矿山生态治理过程中，技术人员需要对每个渣坡进行详细的描述还要根据周围的地形圈定地质单元。此种方法，在操作过程中时间长，容易受到地形的影响，也容易发生滑坡等。随着无人机倾斜摄影技术的应用，在此基础上建立三维模型，能够有效地对地理信息进行可视化的描述。方便人员进行规划设计，也可以通过EPS三维软件交互功能有效地记录目标区域的地质数据，以此为基础能够有效地绘制高精度的地面地形图。无人机倾斜摄影技术是在最近几年逐步研发的，在无人机摄影技术的基础上使用多个维度进行测量，在应用过程中能够进行数据信息的获取、实现图像匹配、GPS定位。也可以应用在公路修建、矿产资源开采等各个领域，该技术的范围广，信息处理效率速度快，能有效地提高矿山环境调查的精度和效率[1]。

值得注意的是，在矿山生态治理过程中，我们还要充分发挥无人机倾斜摄影技术在三维建模中的作用，该技术已经逐步成为测绘过程中的一种新型测量技术。无人机倾斜摄影技术在应用过程中，主要是通过飞行台搭载多个传感器进行测量，能够站在多角度进行地形测绘，形成更加精准的地形图，完成测量以后，还需要做好测量地点坐标的检查，生成三维模型，这样才能够提高地形图的精准性。在操作时要严格地按照航空摄影规范要求，提高航测软件的应急处理能力。实际上对无人机倾斜摄影技术的研究，能有效地促进该成果的应用发展，更好地为区域发展做贡献[2]。

2 无人机倾斜摄影在矿山生态治理上的流程

该技术在使用过程中需要结合计算机信息技术进行后期的三维建模，在飞行平台上安装感应器，直观地反映被测对象。无人机倾斜摄影平台、控制系统、以及地面监控系统是无人机倾斜摄影技术的3个重要组成部分[3]。

该技术在矿山生态治理过程中，第一，需要做好像控点的布设。主要是进行像控点坐标的确立，常见的是由GPS-RTK测定。第二，做好数据的收集工作。该技术在应用时，离不开固定翼无人机或者是大型的多旋翼无人机，这样才能够提高信息数据的获取率。该技术在使用过程中它的分辨率和矿山生态环境治理的精准程度有着紧密的联系。第三，需要进行数据处理。三维实景建模软件完成以后，还需要进行三维实景模型的确立，掌握区域的地貌以及周围的环境污染等情况。第四，测绘成果地表达。主要有数字正射像、数字高程模型DEM。与此同时，为了确保矿山生态治理的精准效果，在实景模型确立完成后，要借助计算机信息系统生成精准度较高的测绘成果。第五，借助遥感解译工作，融入GIS软件系统进行地质地貌的探究工作，能够进行三维实景模型的体积面积计算[3]。

3 无人机倾斜摄影在矿山生态治理上的应用

3.1 核实地形图

现阶段在矿山生态治理过程中，我们需要如实地反映目标区域的地形图。实际上，该技术在使用过程中离不开坐标信息，为了帮助技术人员迅速地提取高程数据，形成地形图，要充分发挥无人机倾斜摄影技术的应用优势，满足矿山测量的需求，在使用过程中要避免数据在采集时出现局部失真。此时我们可以使用无人机建立三维模型，节省大量野外验证的工作内容。在三维模型上提取特征高程点，这时能够生成三角剖分网，生成地形线，再通过导入地形图的方式进行验证，将地形图导入到三维模型中。在使用过程中，要避免由于地形高程数据提取点少而产生的错误。在无人机倾斜摄影技术应用过程中，首先需要进行全方位的地面勘探，帮助更多的操作人员了解矿山的基础状况，结合先进的倾斜摄影技术打造三维模型，进行遥感翻译。在进行地面勘探时，要重点把握矿山所处的位置以及实际的地形状况，如图1所示[4]。

图1 无人机三维实景模型

在三维模型建立完成以后，我们可以通过旋转、缩放等功能进行多角度勘察，了解原土地规模特征、植被的发育状况、土地的使用现状等，也可以通过露天台阶、岩石边坡进行解译，为系统稳定性分析提供一定的理论依据[5]。

3.2 现状地物的识别

在现阶段的矿山生态治理过程中，我们在完成地形核查以后，要针对不同区域的不同地貌特征，将矿山线状地物的渣坡、渣堆等进行地质单元的圈定，结合现状中的具体圈定范围，将其绘制到电子版的地形图中，无人机三维模型具有可视化的地物以及坐标信息，在使用过程中更加直观有效，如图2和图3所示。

图2 现状渣堆圈定范围

图3 现状危岩体圈定范围

实际上，通过三维模型能够全方位地观察地物，身临其境，在提高矿山勘查效率的同时也极具安全性，尤其对于小型的滑坡、崩塌具有较大的适应性。在现阶段的矿山生态治理过程中，使用无人机倾斜技术能有效地对滑坡信息自动提取，并对提取出来的滑坡进行形态和纹理的精准度评价，方便后续操作[6]。

3.3 制作高精度的剖面图

在现有的矿山生态治理过程中，需要制作高精准度的地形图。一方面，在进行剖面图绘制时，可以采用导线结合定位设备的方式强化现场勘查。另一方面，可以使用图切等高线的方式获得。这两种方式，不管是哪一种都主要是进行原始数据的精准测量，而对于高陡的边坡。如果使用人工测量，很难达到精度，也无法获得精准的信息。这时我们可以采用无人机三维模型，通过无人机倾斜摄影技术，有效地获取高陡边坡的高程数据。同时，与之对应的图切剖面数据也会更加精准。在使用过程中，它不仅能够如实地反映具体的地物数据，而且三维模型也能够反映负地形地物数据。通过三维软件中的图切剖面功能生成更加精准的剖面图。负地形三维展示效果与剖面图如图4所示。

图4 负地形三维展示效果与剖面图

除此之外，在高精度的剖面图制作完成以后，我们还需要做好高精度立面图的制作工作。针对矿山内的裸露岩质边坡，要根据高突破面的粗糙程度、起伏程度进行分析，可以采用生态袋、植生混凝土等方式进行矿山的生态治理。与此同时，还可以借助计算机信息系统计算不同治理方式面积，更好地进行施工指导。传统方法多数是使用人工导线结合的方式进行测量，然而在运用过程中效率极低。在进行无人机三维模型构建过程中，依靠高精度测绘提高工作效率的同时，还能够描绘地质界线，确定其他立体的边界线，能够自动地按照高程方向记录水平距离或者是垂直高度。实际上，在无人机倾斜摄影技术使用过程中，能够形成三维空间模型，使数据变得更加立体。借助三维工具做好地形数据的管控工作，在绘制高精度的剖面图、工程地质图的同时，还能够精准地计算表面积。该技术在应用过程中能够有效地提高工作效率、降低风险以及运作成本，使得地质信息具有较高的测量性。虽然该技术在应用过程中具有较高的可靠性和可测量性，但它的分辨率极高，数据巨大，在使用过程中需要数据处理能力大的计算机，以此为基础生成的三维图像占用的空间也较大。这就对计算机的存储空间以及传输速度提出了更高的要求。因此，在矿山生态治理过程中要充分发挥该技术的应用优势，提出更加科学的治理方案。

3.4 矿山环境设计

在具体操作时，要充分发挥原始设计的重要作用，强化排水沟和挡墙的布置工作。正因如此，我们需要不断地拓宽无人机三维模型技术的应用范围，加强不规则表面积的计算工作，不断地积累实践经验。尤其是在进行环境勘探过程中，我们需要进行人机交互的解译，做好露天矿坑、水面等内容的统计面积计算，分析原生植被覆盖与植被恢复的情况，制作土地损毁的现状图，在浏览三维模型的时候可以通过旋转、缩放等各种功能，全方位地了解矿山生态治理的重要作用。在实践过程中对露天采坑、工业场面、植被发育等进行解译，建立解译标志。尤其是在进行后期的竣工验收时，我们要建立实景三维模型，将其融入到日常的施工设计中。全方位地控制施工进度和施工内容，加大生态修复工程的验收工作，通过三维实景建模，能够有效地进行验收材料的展示。与此同时，在进行矿山生态治理过程中，针对涉及到的灾害防治、地质、实景、实貌、水土污染等，需要进行全方位的控制，可以在室内解译80%以上的矿山地质灾害。有针对性地开展野外调查，全方位提高勘探工作的安全性。

实际上，在矿山生态治理过程中，无人机倾斜摄影技术能有效地进行露天采坑、矿山、工业场地、废石堆场等一系列的数据勘查工作。该技术能对矿山地表进行三维实景建立，对矿山的地质环境以及生态环境进行全方位的遥感分析。在减少野外调查工作量的同时，还能够有效地减少人员负担，降低操作成本，全方位地提高地质勘探的精准率和作业效率，能够实现对露天台阶边坡、高危地区崩塌滑坡的调查。在确保调查安全性的基础上，确保工作顺利进行。无人机三维实景模型和正摄影能够如实地还原矿山的地质地貌，为更多的人员在进行生态治理、生态恢复过程中提供丰富的基础资料。无人机倾斜摄影技术是矿山地质环境调查、生态修复的重中之重，尤其是在治理阶段通过无人机正摄影技术进行拍摄将其作为工作底图，能够进行可视化的设计。在提高设计效率的同时，更好地向管理人员阐释自己的设计成果。该技术在使用过程中也可以进行生态恢复、生态监测、矿山验收等工作。尤其是监管部门可以通过建立3D的实景数据库平台，及时地把控无人机遥感监测数据的最新动态，结合国土空间的各类要素，在进行矿产

资源开发以及矿山治理过程中进行全方位的管控，这样才能在最大范围内应对资源开采前后生态环境发生的改变，为人员提供可靠的第一手资料。

4 结束语

简言之，在矿山综合治理过程中使用无人机倾斜摄影技术能够使数据信息更加全面。相较于传统的直拍来说，在进行矿山无人机测绘过程中，能够对具体的地质、地貌等情况进行传递，尤其是无人机倾斜摄影技术，在使用过程中还能够形成整体的三维模型，这对后期开采有着极大的帮助。一方面，在无人机倾斜摄影技术应用过程中，能给矿山生态治理提供更加精准的专业化信息。无人机倾斜摄影技术的使用，不仅能够获得多样化的二维数据，而且还能够通过将获得的图像传输到信息软件，进而构建三维模型。技术人员能够通过这些三维模型进行细致的研究和分析，制定有效的解决方案。另一方面，它为矿山管理工作奠定了强有力的基础。无人机倾斜摄影技术在使用过程中，能够帮助更多的管理人员获得大量的高清信息，借助以上数据，矿山管理人员能够对地形地貌进行全面的掌握，在矿山开采过程中能够获取更多的数据和资料，这对矿山周围生态环境保护工作是极为有利的。值得注意的是，在现阶段的矿山生态治理过程中，强化无人机倾斜摄影技术的使用，能够提高矿山的开采效率。不仅能够让更多的操作人员在矿山开采过程中了解安全隐患，及时规避，而且能够大量降低探测成本。无人机倾斜摄影技术在使用过程中需要依据更加专业化的数据，同时借助三维模型，使得矿山数据信息更加生动，制定出更加全面、科学的开采数据。

换句话来说，在矿山生态治理过程中，我们要充分发挥无人机倾斜摄影技术的独特优势，强化矿山开采的时效性。伴随着我国经济水平显著提升，人们对现有资源的使用率也在日益提高，这也给矿山开采工作提出了更高的要求。在矿上开采的前期，我们需要进行矿山测绘，改变传统人工测绘的方式，确保信息的可靠性。通过无人机倾斜摄影技术，能够减少人力成本的投入。在提高测绘专业性的同时，降低运作成本，更好地推动无人机倾斜摄影发展，在最大范围内推动我国能源的开发和利用，为后期矿山开采提供便利。