测绘航空摄影在数字矿山建设中的应用

测绘航空摄影在数字矿山建设中的应用

朱建斌

内蒙古科瑞房地产土地资产评估有限公司 呼和浩特市 010010

摘要：测绘航空摄影是一个综合性极强的复杂技术，能够有效地提高空间分辨率，不仅能够详细记录动态的现行，并且能够将这些记录永久保存，方便工作人员进行详细研究。将测绘航空摄影应用于数字矿山的建设之中，为数字矿山的进一步发展提供了全新的条件，开拓了数字矿山发展的方向，可以为数字矿山的建设作出很大贡献。本文聚焦于测绘航空摄影和数字矿山的本质，并针对绘航空摄影在数字矿山中的具体运用情况作出了详细分析，以期进一步推动绘航空摄影与数字矿山建设的共同稳定发展。

关键字：测绘航空摄影；数字矿山建设；技术应用

一、基本概念概述

1.数字矿山的概念

数字矿山指的是以矿山开发环境、采矿对象及其在开发过程中信息的数字化等三个基础信息为基础，成了数据采集、传递、保存、处理、反馈等五大环节的信息化闭环，并且基于数据信息化闭环持续对矿山资源勘探、开发、管理等进行综合管理，其中对于矿山的开发包括开采规划、设计和相应计划三部分内容。

矿山的开发环境、对象及过程中的活动就形成了数字矿山的主要对象，而数字矿山的管理主体也就是利用相应数字化、信息化等手段，对矿山主要对象的生产经营过程加以全面的管理，也可以说数字矿山本质特征就是数字化和信息化。

2.测绘航空技术概述

测绘航空摄影指的是利用航空摄影进行目标物体的相关影像数据资料的采集。一般而言，测绘航空摄影技术可以分为一般航空摄影技术、无人机飞行器航空摄影技术和倾斜航空摄影技术。一般航空测绘技术指的是在飞行器上使用航空摄影仪获取地面的图像数据资料；无人机飞行器航空测绘技术指的是使用无人机上搭载航空摄影仪，来同时完成在地面的数据收集和图片采集；而倾斜航空测绘技术则指的是在同一台飞机上同时携带多台航摄仪，同时在五个不同的视角完成全方向的图片、数据收集工作。

3.数字矿山与测绘航空技术的关系

数字矿山和测绘航空技术之间的关联可以用下面的实例来进行更加详尽的描述。在现代房屋建筑中，数字矿山就相当于是根据数字化信息而建造的一座建筑物，数字矿山中的公共服务平台相对于这栋建筑物的地基，而数字矿山中的不同专业信息系统则是在地基上面所建立的楼层。由此我们可以看出，在数字矿山中，公共服务平台是最为重要的根基一般的存在，然而如果想要建立好这个公共服务平台就必须有效地利用测绘航空摄影技术。如果没有测绘航空摄影技术，那么公共服务平台就会缺少最基本的数据支持，同时对于数字矿山这个基于数字化信息建成的建筑而言也失去了基础，缺少支撑的框架。综上所述，测绘航空摄影技术是搭建数字矿山的基础，为数字矿山提供基本的数据支持。

二、测绘航空摄影技术

1.数字航摄仪DMC

数字航摄仪是一种适用于精密、高分辨率的航空摄影测量的数码相机，由四组全色感应器和四组多波束感应器所组成，既可以同时实现大、小比例尺摄影的需要，同时还可以在不同的光源下实现曝光时间调节，充分利用了各种曝光时间，以提高其摄影质量的清晰度，从而确保拍摄的质量。

2.全球定位系统GPS的应用

全球定位系统GPS，具有高精度、智能化水平高、效率高的优势，被广泛应用于各个行业之中。在GPS中还存在惯性导航系统，由加速度仪、陀螺和辅助电路等构成，这些构成了惯性检测单元IMU。IMU有完全独立提取导航参数的功能，其所提供的参数准确度也较高，能够较好的抵抗干扰，但是其不适合长时间工作，后期精确度会有明显下降。在实施航空摄影测量时，需要巧妙整合GPS与IMU的优点，并使之结合为完整的导航系统，以此提高测绘的效率与精确度。

3.LIDAR激光测高扫描技术

LIDAR激光测高线扫描技术，是装配在飞行器上的一个使用边界测图技术的系统。结合了LIDAR激光测量高数码扫描技术和GPS，能够减少地面控制点，可以有效节省测量成本，提升测量效率，也更加适合我国偏远地区。

三、测绘航空摄影在数字矿山建设中的应用

1.数据采集

建设数字矿山的主要关键技术是对矿山数据信息的收集，而测绘航空摄影技术主要功能就是对矿山的现实信息加以收集，从而为数字矿山的建设与完成奠定基础的数据信息支撑。在利用测绘航空摄影的基础上对矿山实施实时采集的数据信息包括4D统计、数字三维数据等。

2.4D数据处理

在进行4D数据处理的时候，应当重点关注以下几点内容：

（1）数字线化地图（DLG）

数字线划地图（DLG）主要是为了将一直存在于地图上的基础地理信息加以分类，并将之转化为矢量数据妥善存储，方便后续使用。

（2）数字高程模型（DEM）

数字高程模型（DEM）指的是使用有序数字对于实际矿山中的地层模式进行地层高度描述，它一般是指使用规则格网或不规则三角网对矿山表面的透视画与截面图进行制作和处理，并将所获得的有关数值加以运算和详细分析，在此基础之上，判断矿山所处地理位置的具体情况。

（3）数字正射像图（DOM）

数字正射像图（DOM）是指将航空摄影得到的影像进行镶嵌。

在生成数字正射像图形（DOM）时应当先利用微分法对原图形进行调整，接着使用分区采样的方式以得到分区DOM，之后再使用镶嵌线进行对原分区DOM进行无缝镶嵌。拼接完成后，应当对相应的DOM进行详细检查，解决DOM存在的问题，保证DOM的质量。在保证DOM质量良好的基础之上，调整影响色彩，以保证DOM上的颜色处于均匀呈现的、一致的状态，不存在严重色差，整体色调饱满、不失真。

（4）建立数字栅格地图（DRG）

数字栅格地图系统（DRG）可以将大量纸质资料，例如矿井地图等加以数字化管理，同时也会对矿山地图进行全面处理，并针对扫描的图形进行了调整。

在全部任务完成之后，一定要注意对于所有的4D数据进行压缩处理。

3.4D数据的转换和入库

在矿山的实际测量过程中，所收集的数据量是非常庞大的，并且数据种类十分丰富，格式呈现多样化特点，因此，如果想要对于这些数据进行全面的转换与处理就需要用到CAD制图，对于收集到的数据及其格式统一录入到数据库之中。

在进行数据转换的时候，首先是进行数据结构处理，把收集到的普通数据转化为地理数字信息，并且与实际地貌进行对比，对照相应的参考点、投影面和坐标对数据进行处理。在数据结构处理完毕之后，需要对数据进行转换，将不同的图片与文字转换形成统一完整的数据体系。最后，是将已经转换完毕的统一空间数据进行入库处理，在进行入库时应当把数据分类，比如可以设立相应的信息子集，用于存储同类的空间数据，这样可以方便以后的数据查找，从而有效地提高工作效率。

四、结语

数字矿山的建设对于我国矿山资源开发具有极大的积极意义，而数字矿山的本质是数字化和信息化，而其基础便是对于矿山整体数据信息的收集与处理。测绘航空摄影技术作为新兴的高科技技术，能够有效的对于矿山的实际数据进行精确收集、有效转换与处理，并能够长时间储存，能够有效推动我国数字矿山建设的发展进行，提高我国数字矿山的研究与发展水平。但是测绘航空技术毕竟是一类新兴技术，我国对其的应用与研究仍然处于较为初级的水平，因此需要不断的深入研究相关技术，以期不断完善测绘航空技术，扩大测绘航空技术的应用范围，提高测绘航空技术的精准程度，以促进我国数字矿山建设的不断发展。

参考文献

[1]王继伟.测绘航空摄影在数字矿山建设中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2015(20).

[2]樊冠嵩.无人机航摄在矿山测绘中的应用研究[J].信息化建设,2016(06):341.

[3]王玉琨.(2018).无人机航摄系统在基础测绘更新中的应用探讨.矿山测量，046(003),23-26.