浅析无人机倾斜摄影测量在矿山测量中的应用

浅析无人机倾斜摄影测量在矿山测量中的应用

李永献

身份证号：45042219881110XXXX广西南宁530000

摘要：随着科学技术的发展，我国的无人机倾斜摄影技术有了很大进展，并在矿山测量中得到了广泛的应用。无人机倾斜摄影测量在规划、实施还是勘测等多项工作中都有较为显著的作用。在无人机倾斜摄影领域，由于其采集数据方式范围广、精度高、分辨率高等种种优点，已经在测绘领域广泛开展应用，并应用于许多复杂场景，均取得了不错的效果。文章基于矿山测绘中的无人机应用，论述倾斜摄影测量技术，探讨相关措施与工艺，提出几点意见和建议，以供参考。

关键词：无人机；倾斜摄影测量；矿山测量；应用

引言

与传统地图测绘方式相比，无人机倾斜摄影能够解决其作业效率低、出图时间长、成本较高的缺点。传统的测图方式中，需要外业工作人员去野外实地作业，获取高程点，缺乏安全保障，并且传统的航空摄影测量进行矿山测量的过程中，又存在着成本高，对野外环境尤其是天气条件较为苛刻的要求，作业周期较长，因此传统摄影测量也在矿山测量等测绘应用中受了较多限制。

1无人机倾斜摄影测量技术

倾斜摄影技术是基于矿山工程施工全景勘查工作的需求，相对于常规摄影的局限性，倾斜摄影更具备功能性和适用性，加上无人机的智能操作，能够高效迅速的完成勘查任务。无人机倾斜摄影不但能够对矿山进行多个角度的资料收集，而且能够基于成果影像，对矿山物的细节数据进行量绘。并且倾斜影像批量提取及贴纹理的方式，能够有效的降低矿山三维建模成本，每个点位均具有空间坐标，同时能直观表现地形地貌特征及矿山物细节，能逼真的表现矿山的纹理及色彩。最重要的是，无人机倾斜摄影的处理效率较高，能够基于相应软件的协调，快速整合，网络上传速度快。在保证工作质量水平的同时，也能极大提升工作效率。倾斜摄影系统性价比优良，成本较低，相关数据的收集和处理也较为完整。无人机倾斜摄影测量的原理是通过影响处理建成三维建模，对于整体工程的施工决策作参考依据。

2实例应用

本次实验数据以广西壮族自治区百色市德保县马牌矿区一体化调查野外实测数据为依据，通过无人机倾斜摄影采集图像建立模型后，选择与实测数据中成果点相对应的检测点进行坐标对比，得出实验结果。

2.1数据采集所用无人机及搭载相机相关参数

本文中所用实验数据，使用中海达iFlyD6高性能六轴电动无人搭载中海达iCamQ5mini倾斜载荷模块进行采集。中海达iFlyD6机身采用进口碳纤维一体模具成型,具有防火防雨防尘功能，领先于目前国内市场其它多轴产品，整机抗电磁干扰设计，适应能力强，机臂采用插拔式快拆结构，方便使用和维护，轻量化的机身和任务载荷设计，高效率动力系统，飞行时间达到40分钟。中海达iFlyD6可完成精准悬停、匀速巡航、航线规划等。完美的空气动力学设计，具有超强的抗风能力，低电压自动保护功能，信号丢失保护功能等。中海达iCamQ5mini一款小型化、轻量化的五镜头倾斜摄影相机。可搭载于各类电动多旋翼无人机获取高分辨率数据影像。产品经过工业化整体设计，生产流程严格按照ISO9001质量管理体系要求。目前广泛应用于测绘、国土、水利等多个行业。相机重量790g，有效像素1.2亿（2400万x5），测得像元物理尺寸为3.9μm。其采集的影像分辨率最高可达2cm，可满足1:500航摄规范要求，采集的影像也可通过建模软件自动生产高分辨率、高精度的真三维模型。

2.2检查点布设情况

依据低空摄影测量内外业成图精度的规定，像控点布设应该遵循以下原则：（1）在复杂地区，在无人机拍摄影像之前，必须在地面上安装相对清晰的标志，这些标志应该被用作控制点，以提高穿刺点的精确度和控制点的可靠性。（2）像片控制点按照航线在整个测区进行统一布设。布设在同一位置的平面点与高程点，最好能够联测成平高点。（3）通常情况下，像控点应该布设在相邻航线之间的重叠部分，在航线旁向重叠度过小或没有重叠的区域，必须分别布设像控点。（4）受天气、风和光条件的影响，影像边缘会发生变形，相对投影误差会增大，不利于后期图像的准确解释和准确穿刺。因此，控制点不应放置在距离图像边缘不到1cm的位置。一般情况下，控制点应选择在重叠点附近的中线小于3cm的位置。如果它大于这个距离，应该单独设置。（5）通常情况下，控制点布设时，应尽量布设在标准位置上，比如像主点与方位线垂直的直线位置周边。像控点也可以布设在航向方向重叠部分，或者布设航向三片重叠与旁向重叠的中间位置。

2.3数据采集以及内业成图

地物、地貌要素的采集按编码分层进行采集，地物与地貌要素应先依据外业调绘片进行采集，原则上是外业定性、内业定位。地物与地貌的采集，严格按实际立体采集。地物采集注意处理地物间的相互关系（如：道路和桥等地物关系），重点做好公路、铁路及其附属设施的采集。地貌采集要注意微型地貌的表示。数据采集检验与验收后就可以进行内业成图，主要是对采集好的地形图按照图式要求进行图面整饰和美化工作，具体包括添加坐标格网、线形解释、符号填充、各种名称及属性注记、对上工序差、错、漏的检查等，另外可做地物地貌的三维信息提取即数字地面模型（DEM）。

2.4实景三维模型OSGB生成

打开数据集群计算引擎ContextCaptureCenterEngine，保证后续操作运行计算。点击ContextCaptureCenterMaster，进入工程新建界面。点击“新工程”，选择新工程存储路径。在空区块中导入影像及POS文件，选择相应坐标系和与坐标系对应的参数。更改相机感应器尺寸，提交第一次空中三角测量。完成第一次空中三角测量后，检查数据无报错等问题，导入控制点文件，进行控制点标记，提交空中三角测量（注意：A.在导入控制点前应先根据数据测量地的实际坐标系选择空间参考坐标系；B.在标记控制点时，应首先选取正视照片，便于判断控制点在照片上所在位置；C.若Reproj.错误的RMS报错，显示红色，调整预测控制点对应红色光标的位置，再次提交空中三角测量，直到该值控制在误差范围内）。完成上述步骤后，就可根据计算机配置，更改相应参数，提交生成所需要的OSGB格式数据。

结束语

综上所述，无人机倾斜摄影系统拍摄的影像数据和POS，通过实景建模软件生成的三维立体模型能够较为真实地反映该地区野外实际情况，通过对模型上相应成果点坐标的采集与实测检查点对比发现，采用无人机倾斜摄影测量获得的成果在平面上的精度相比较于传统的人工测绘勾画地形图等其他矿山测量方式，无人机倾斜摄影测量更能够在地形复杂、人工不易测量的地方发挥其优势，倾斜摄影测量也为矿山测量提供了一种新的测绘方法。

参考文献

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