矿山规划实景三维建模技术应用

2022-08-13杨昌

世界有色金属 2022年9期

在矿山规划环节对于规划的质量要求非常高，因为规划水平的高低直接影响到矿山的发展。因此在该项工作开展时，必须要将实景三维建模技术应用到实践当中从而提高矿山规划的效果。

1 三维规划方法

1.1 无人机倾斜摄影技术

倾斜摄影是目前人们研发和应用的先进测绘技术之一，其主要包含摄影数据录取以及数据处理等技术。该技术在应用时，需要使用多台传感器搭设到统一平台上，可以直接完成多个角度影像的采集和处理，然后获取多个角度的数据信息，从而完成数据处理和应用。由于该设备内安装有高精度定位系统，可以直接获取影像数据与摄影时姿态信息，通过软件可以自动化形成实景三维模型，最终可以大幅提升三维模型的建模工作效率和质量，降低人工工作的成本，产生较高的经济效益。经过总结分析，发现无人机倾斜摄影技术主要有如下几项特点：第一，能够快速的拍摄真实的图像信息，且测量数据的精度较高，图像信息比较完善。第二，倾斜摄影技术拍摄完成影像后，利用系统内安装的软件可以快速的处理数据，直接获取目标长度、高度、坡度等数据信息。第三，可以减少拍摄的成本，倾斜摄影技术在拍摄时是利用航空摄影的方式快速获取大量的数据信息，其中包含侧面纹理影像等信息，利用相应的软件系统快速提取相关的数据信息，减少拍摄的作业成本。倾斜摄影技术在应用后，效率高、速度快、经济效益明显，尤其是在实景三维建模中，综合利用价值较高，对于促进现代社会的发展和进步有着极为重要的作用和价值。

1.2 实景三维模型构建

传统空三软件并不能有效的处理影像内几何变形、遮挡关系正片以及斜片存在的混合平差方面的问题，而应用ContextCapture可以快速的解决处理存在的问题，并且建模的精度非常高，分块计算且构建出最优化的模型，从而可以形成高密度点云与TIN模型，把纹理切片赋予模型，最终可以制作出实景三维模型，具体的作业流程可见图1所示。

2 工程应用

在矿山规划的阶段中，对于三维建模技术的应用需要依托项目实例做好技术方案来优化，并且对设计道德参数内容要进行核对，才能够提高矿山规划的效果，达到矿山建设的需求。

近几年来，基于互联网金融业务和互联网技术的发展，各种公益众筹平台与日俱增。不同于传统的公益机构直接线下捐钱的方式，公益众筹平台采取的是线上线下联动，捐助形式多样的“互联网+公益”模式，利用互联网的发展把公益活动往精细化、全民化、广覆盖式方面发展。但随着公益众筹平台的发展掀起热潮后，基于互联网发展隐藏的不足也突显出来。互联网公益众筹平台的优势使其深受资本市场的青睐，但其依托互联网发展又使之成为法律上的监管盲区，容易陷入舆论危机。下面以“轻松筹”平台为例，结合线下调研报告来具体分析该众筹平台的现存问题并给出解决对策。[1]

航摄工作进行中，能够快速的获取高精度的POS数据信息，从而对于地面点的依赖程度也会有所降低，大幅提高数据的精度水平。因此，像控点在具体的设置环节，应该结合具体设定的大比例尺平面影像空三加密要求进行控制点的设置，以城市连续运行卫星定位综合服务系统内的网络RTK实现观测与控制。经过测量之后所获取的像控点测量精度，其平面误差控制在±4cm以内、大地高差控制在±4cm以内，完全可以达到数据精度的要求。

2.1 矿区概况

朱家尖旅游作为海岛与佛文化旅游的领先品牌，对于新技术的应用有着强烈的渴求，相关部门大力推广互联网技术的全面引入，推出了智慧全域旅游，但是目前的AR应用只是探索阶段，至今还未引入成熟的AR产品，但随着应用前景的逐渐广阔与明朗，结合其自身特点，主要可以在以下方面进行尝试。

2.2 实景模型构建

在本工程项目开展的阶段中对于实景模型的构建。主要是采取无人机的方式进行的，无人机的飞行高度设计为300m，正片分辨率为0.03m，航向重叠度为70%。在矿山区域布线设计的阶段中，按照由东向西的方向进行操作，该工程一共设置有16条航线，主要配置了两个无人飞机。根据上述建设模型的结果，其分辨率可以达到0.03m。

3 技术路线

3.1 处理流程

（3）规划具有实操性。按照该矿区内分布的实际情况，明确分区开采的施工方式，总计分为4期，按照3个采取的划分方式进行开采作业。

3.2 多视立体空中三角测量

对于倾斜航空摄像来说，它主要是通过三加密技术，利用POS，辅助摄像以及青协摄像的方式进行平茬处理，再通过倾斜POS辅助光束以及评查控置地基础上通过建立工程要直接导入倾斜影像、相机文件、POS数据以及像控点数据，最终可以确定方位元素数据信息，明确加密点，按照求解之后的外方位元素，把所有的影响之间的数据实现密集匹配。该影像文件的包含范围比较大，分辨率相对较高，所以在匹配设计的环节能够及时的消除其中存在的冗余信息，然后能够快速的识别影像内的同名点坐标数据信息，以得到最终的地物三维信息。

3.3 航摄数据预处理

航摄飞行任务结束之后，操作人员快速进行数据下载，并且同步基站GPS数据、机载GPS、IMU数据、偏心角等数据的联合解算，然后就能够直接获取曝光时刻的投影中心空间数据与姿态信息，原始数据经过下载处理之后形成单独影像数据、位置、姿态数据、飞行信息等方面的数据。根据实际应用需要，进行影像数据的处理和转换，达到使用的要求。同时在数据预处理的阶段要明确矿山规划的标准需要，并且在建模环节对数据进行核对，一般来说针对数据意义的参数要进行二次复核，保证每一次的测量数据都为一致，预处理流程图见图2。

（2）开采方式合理。根据规定的标准要求做好现场开采的处理，同时在台阶高度设置上可以按照12m标准进行，对于台坡边角度的设置要设置为75°，而最终边角度要控制在55°范围之内。

3.4 像片控制点布设及测量

全市而言，4月7日的低温冻害对宝鸡市8个苹果基地县都造成了严重影响，4月16日低温冻害主要影响凤县等西部山区。当时判断全市苹果减产30%左右，但就目前掌握的情况来看，实际减产应在40%左右。因为产量下降，苹果价格同比增长1～2元/kg。

3.5 数据预处理

POS数据解算：RCD30Oblique内会记录大量的POS数据信息，这些数据信息通过基站差分处理，而后在实践阶段需要按照相机的应用要求做好相机偏心角方位元素以及现元素的参数确定，并且在应用的阶段中，还需要利用相机内生成的相关文件，在掌握相关文件之后，通过计算直接将相关元素输入到系统当中。同时在数字空中三角测量工作开展阶段，针对于基站差分的处理以及精密度的处理，要按照相机进度的标准要要求对涉及到的参数进行合理分析，并且做好数据的控制，这样子才能够将区域的各个点参数确定出来，从而在掌握相关参数的基础上匹配结果，能够提高精确度达到矿山规划的标准需要。

我公司项目部工作的区域是内蒙鄂尔多斯市前旗，该地的地表地貌是以部分草原和沙漠为主，大部分的沙漠表面含有黄土，从我方项目部生产基地通往各个井场的道路基本都是以黄沙和黄土混合而成，遇上较长时间降雨或者大雨，道路会十分泥泞，人和车辆无法通行。一般来说，如果太阳照射充足，要经过两天乃至三天的晾晒，车辆才能安全平稳行驶。从施工周期和成本角度考虑，当一个井场的压裂施工结束后，压裂施工车辆会开至新的井场进行施工。在新的井场压裂施工前，井场的试气放喷测试管线都会提前接好，保证完井综合服务的完整进行。

3.6 三维纹理TIN模型编辑

相机在高空上进行图片的拍摄，和地面存在一定的倾斜角度，而地面上的目标分布是非常密集的，还有桥梁架空结构、镜面反射、目标截面较小等情况，并且有些目标已经被完全的遮挡，所以并不能准确的进行图像的分辨和处理，所以在实际中会存在模型生成后并不能精确的反映出具体的情况，还会存在模型错误、漏洞、模型变形等严重的问题。对于三维模型结构而言，在实践的阶段中，需要按照三维纹理TIN模型编辑的标准合理的将各种技术应用到实践当中，这样子才能够通过数据的获取建立成有效的三维模型，一般来说。建立形成以GPU的分布大模块高速处理作业平台，对于倾斜摄影获取的模型实现快速处理，数据和图像的精度非常高，在实践阶段中，模型它是自动化建设应用的，能够通过此类模型处理二维以及三维漏洞修复结构问题，达到纠正区域参数编辑处理的需求。最终可以形成精度较高的模型，明确编辑作业流程和标准，处理效果得到根本性的提升。

4 绿色矿山建设规划

在矿山规划的阶段中，对于三维建模技术的应用需要了解矿山开采规划的内容，同时做好相关灾害治理的规划控制，并且对涉及到的生态修复以及规划重点进行全面分析，这样才能够将三维建模技术的效果发挥出来。

4.1 矿山开采规划

（1）边开采、边治理。该操作方式主要是在开采的同时通过一个采区采用三种台阶的方式进行治理，在治理的阶段中考虑到边开采边治理的操作原则，严格的做好工艺的规范控制，这样才能够将矿山开采规划方案落实到实践当中满足矿山工作的要求。

根据单因素实验结果，在pH、回流提取温度、回流提取时间分别为5，50 ℃和3 h的条件下，选择酶用量(A)、液料比(B)、超声波功率(C)、超声波处理温度(D)、超声波处理时间(E)5个因素的L16(45)正交实验设计,实验结果见表3，方差分析见表4.

㉘张立民、聂新军:《构建和谐社会下的政府审计公告制度——基于政府审计信息产权视角的分析》，《中山大学学报》(社会科学版)2006年第2期。

在矿山规划工作开展阶段，处理流程主要是按照区域的范围以及高层相关参数做好相关的布设，航飞得到的影像数据信息以及结算之后确定的姿态信息；按照获取后的航空摄影具体成果进行像控点的设置，像控点在设置时，其应用的是航摄惯导数据辅助空三加密技术；以C级GPS成果作为基础和根本，根据需要在外业设置像控点开始进行测量；通过模型软件进行照片建模，然后利用计算机图形计算，根据pos信息空三处理，然后可以形成点云，再构成格网，通过格网和照片即可形成三维模型，通过资料整理形成文件。

（5）降低环境污染。在开采现场选择合适的环保措施，对于爆破作业要做好洒水降尘处理，并且在物料的运输阶段使用防尘网进行覆盖处理。

（4）做到安全生产。做好开采现场安全管理，执行安全管理制度，加强人员培训教育。

（6）尽量不要改变现场的林业景观。严格执行开发方案和要求，确保在不会改变林业景观的基础上，顺利的组织各项开采工作，大幅提升开采水平，增加产量，提高经济效益。

某生产企业年产灰岩200万吨，全部采取的是露天开采的作业方式，剥采比0.41m

，通过从上到下的台阶式的开采方式进行。该矿山总计包含3个开采区域组成，一采取可以完全正常的进行开采，但是开采的面貌相对较差，资源利用率比较低，产生较为严重的浪费问题，同时还有不规整的高陡边坡的情况存在，综合开采的成本相对较高，生态修复无法和矿山开采同时进行。紧邻一采区的是其他两个采区，目前还没有进入到实际开采的阶段，为原始地貌的形式。

4.2 灾害治理规划

首先在该项工作开展的阶段中，需要对现有的地质隐患以及相关问题进行综合排查，在检查作业环节要严格的按照统一工作形式了解矿山结构。通过使用削坡的方式实现减载处理，设置安全平台进行现场的覆土绿化处理。按照地形条件，设置合理的削坡台阶尺寸和数量，以满足现场的施工要求。其二，在生产环节，根据开采规划的要求进行开采作业，做好开采环节的全面监督与管理工作，以更好的消除安全隐患和问题。其三，经过治理完成后，进行面貌和周边景观的有效融合。台阶坡面规整处理，保证现场的植被颜色和周边区域环境是协调设置的。

4.3 生态修复规划

①根据施工现场情况选择合适的覆土方式。台阶平台位置上覆土的深度为0.8m～1m的尺寸，平台外部设置有0.4m的挡土墙，且在平台内需要设置边沟，并且开挖设置合适的集水池，以满足正常开采工作的需要。②生态修复后，保持和现场环境有效的融合。开采区域内，植被修复选择合适种植的植物类型，防止存在外来物种入侵的情况，并且做好植被覆盖处理，比如松柏、苜蓿等。如果生态条件允许，在开采全部结束后，可以进行复垦，恢复农田种植的状态。③设置必要的防风固沙措施。排水沟、集水池等要设置足够的数量，尺寸合格，严格按照技术标准要求进行施工，且选择容易种植的草籽，提高树木成活率。④尽量不要改变原有植被效果。在开采的环节，对于已经恢复种植的区域来说，在达到矿山开采的要求之后，达到绿色矿山要求就不要再进行改动。

4.4 规划实施成果

按照规划方案，有序组织开展矿山开采、生态修复以及地质灾害治理等方面的工作，可以有效的改善和修复矿山面貌，及时恢复生态环境，不仅可以有效的开发和利用矿产资源，同时还能够避免地质灾害带来的不良影响。在规划工作开展阶段中当相关工作完成以后，就需要进行第三方机构进行现场的评估处理。通过评估参数的核定，矿山的各项指标都能够满足实际要求，这就说明了无人机倾斜摄影技术的应用，能够给矿山规划工作开展基础，可以推进矿山建设工作的开展，能够在应用阶段中发挥出应用价值。

5 倾斜摄影测量规划要点解析

5.1 数据获取的精确度

在三维建模的过程中对于数据的精确度要求非常高，但在测量的阶段中由于拍摄的角度比较多，很容易出现图片分辨率下降的情况，使得拍摄之后的图片比例就会存在一定的局限性，会给数据获取造成一定的影响。虽然较之传统摄影测量技术存在非常明显的优势，能够实现多个视角的拍摄，避免出现数据遗漏的问题，但是也会受到树木、地物等方面的干扰影响，造成拍摄精度下降、数据信息存在偏差等，极大的影响后续工作的进行，所以还要适当的开展补充摄影和测量工作。

5.2 航线设计

在航线设计环节，为了能够确保实现三维的模型具备一定的精确性，要避免补充拍摄以及测量工作的使用量，就需要根据实际情况做好航线的科学部署。一般来说在航线设计阶段要按照目标的区域参数做好相对应的航线路线优化，这样子才能够提高工作效率。如果选择的航线不合理，容易导致拍摄覆盖范围无法实现整个拍摄区的覆盖，或者重叠度不能满足使用的要求，也可能出现清晰度不足的问题，影响后续的数据处理结果和精度，会导致飞行架次的增加、影像数量变多等，也会面临着一系列的风险与问题，给工作的精度和效率都带来负面的影响。

5.3 补充拍摄和测量

在矿山规划的阶段中倾斜摄影，测量工作在，正式摄影之前很容易出现图像失真等情况，所以必须要按照实际的情况进行补充摄影以及测量工作，确保三维模型构建的参数满足实际需求。因此在补充拍摄以及测量工作开展阶段，要做好各个环节的时间配置，做好资源的合理分配，这样才能够提高补充拍摄的质量以及效果，从而推进矿山规划工作的有效开展。

5.4 无人机的续航能力

在科学技术背景之下，随着各种新型技术的应用无人机航测测量技术的应用，效果也越来越高，并且在实践中获取到的技术优势也越来越明显，但是由于无人机在空中飞行应用到的能量比较大，无人机的续航问题一直以来还是需要关注的问题。因为就目前而言，无人机续航问题时间比较短，使得作业工作量下降，因此在往后工作开展时，需要做好无人机续航能力的研究，将相关的技术更新完善，这样才能够提高无人机的运行水平使其能够在矿山规划的阶段中发挥出自己的优势，提高工作效率。

前些年，激励政策调整不及时，一些基层全科医生积极性不高，“看不看病都一样”。培训也不足，部分基层全科医生就像“自由生长的野草”。这种状况导致患者并不信任全科医生。