分析矿山无人机影像像控点自动布设方案

刘荣欣，王缉华

（柳州中南勘察有限公司，广西 柳州 545007）

在矿山测量中，通过制定合理的无人机影像像控点自动布设方案，能够保证矿山测量数据更加准确、快速。与传统的矿山测量技术相比，无人机影像像控点自动布设技术的灵活性较好、受地形限制比较小，能够有效减轻矿山测量难度，提升矿山测量数据的利用率。鉴于此，本文主要分析矿山无人机影像像控点自动布设方案，保证无人机影像像控点自动布设技术得到更好的应用。

1 无人机航摄特点

无人机负载数码相机中的数字遥感设备能够实现航拍，保证各项地理信息得到更好的监测。与传统的无人机影像像控点布设技术相比，无人机影像像控点自动布设技术更加先进，针对飞行比较困难的地域，应用该技术，能够灵活方便快速为矿山测量人员提供更加准确的测量数据。例如，在露天矿山开采监测过程中，应用无人机影像像控点自动布设技术，能够保证矿区得到更好的监管，减少无效数据的产生，进一步提升矿山资源的开采率[1]。

2 传统无人机影像像控点布设

像控点作为直接摄影测量的控制点，在布设的过程中，相关工作人员要选择合理的平面坐标，并结合高程坐标点数据，采取网型布设方法对像控点进行布设。在布设像控点的过程中，工作人员要认真遵守均匀性原则，并结合该地区的地形条件，严格控制像控点的布设密度，保证像控点合理地布设在测区范围之内。

另外，传统的像控点布设主要在Goole earth上进行的，首先，要将像片曝光位置数据导入到Goole earth上作为参照；其次，结合布点密度要求，将像控点均匀布设在Goole earth上；最后，采用KMZ模式，得到最终的像控点分布图。

3 无人机影像像控点自动布设方案

（1）布设思路。无人机影像像控点自动布设思路如下：首先，根据初始POS数据计算曝光点之间的间距以及相邻两点之间方位角，准确设置相邻两点间的方位角，并根据设定的航带角度容差自动生成航带并计算测区面积；其次，考虑相关制图规范、制图比例尺、用途等因素，合理确定像控点布设的密度，确定相邻像控点间隔的基线数。最后，结合所确定的间隔的基线数及间隔航带数在航带间以交错的方式进行布网。

为了更好的提升无人机低空摄影测量数据的精确度，矿山测量人员要做好数据加密精度验证工作，并准确计算各个加密点的标准差，选择矿区中典型地形，采用HNCORS网络与RTK进行测量，获得更加准确的平面坐标与高程。对于矿山测量人员来讲，在实际工作当中，要认真按照无人机测量流程进行测量，并结合矿山地形地貌特点，针对无人机测量过程中可能出现的问题，提前制定相应的解决对策，保证无人机测量数据得到更好的利用。

（2）数据预处理。想要保证无人机测量数据得到更好的处理，测量人员要提前做好内业处理工作，并选择合理的矫正参数，对无人机测量数据进行有效矫正。因为无人机内部的相机并不是专业测量相机，该相机镜头的畸变量比较大，因此，矿山测量人员要做好内业处理工作，进一步提升无人机测量数据的精确性。

在内业处理过程中，矿山测量人员要采取先进的数据加密技术，对各项测量数据进行科学加密。通常情况下，无人机遥感测量数据处理软件中的空三模块主要采用全数字空三加密技术，能够保证无人机野外高程测量点更加准确，对矿山平面数据进行有效的核查与加密。将矿山测量数据加密后，测量人员可以根据智能匹配密集点的运行情况，直接生成0.25m的三维点云文件，并对点云数据进行整体的滤波，构建更加完整的数字高程模型。

（3）规划网型。由于矿山地形地貌比较复杂，在一定程度上增加了网型规划难度，为了保证无人机摄影工作得以顺利开展，测量人员要具备良好的网型规划能力，将无人机测量数据进行合理的统计，各项测量数据经过统一处理后，准确输入到系统当中，保证计算机软件系统中的各项数据更加准确，提升矿山网型规划的合理性。

通过做好网型规划工作，能够帮助矿山开采人员更加全面的了解矿山地形地貌特点，针对矿山资源比较集中的部位，采取先进的开采技术，保证矿产资源得到更好的开采，减少资源的损耗与浪费。对于矿山测量人员来讲，在实际工作当中，要不断优化矿山网型规划流程，并改进矿山测量数据的处理方案，结合矿山测量数据处理过程中出现的问题，制定有效的解决对策，不断提高矿山无人机像控点网型规划水平。

（4）自动匹配。在匹配过程中，最主要的就是要建立像方和物方空间坐标系之间的对应关系。由于航空影像是地物的中心投影，相关工作人员要在影像获取瞬间摄影中心、像点、对应物点处于同一直线上，有效满足共线条件，因此，像点与对应地面点之间的空间映射关系可通过共线条件构建。另外，工作人员还要合理选取像空间坐标系：S-xyz，保证S-uvw和D-XYZ两种坐标系的坐标轴处于平行状态。

首先，在自动匹配的过程中，相关工作人员要将已经布设好的像控点文件导入程序，同时导入自由网平差后的像片外方位元素文件，并结合相关匹配原理，将原有的自动反算出其在各张影像上的像点坐标；其次，科学选择像点位置，一般情况下，最好的像点位置为靠近像片中心的像片作为刺点影像，并根据对应像点为中心，结合预先设定的半径大小自动准确的勾勒出刺点的范围；最后，在勾勒出刺点范围之后，程序会自动对像片进行标注，并将像片重命名后保存到指定文件夹下。

在分析无人机测量结果的过程中，矿山测量人员要结合矿山地形地貌特点，将各项测量数据分类处理，并做好自动匹配工作，有效提升测量结果的合理性。DOM是无人机摄影测量所产生的特色成果数据，能够对无人机拍摄的照片与数据进行综合分析，保证地面的分辨率精度为0.2m左右，不宜超过0.3m，从而保证无人机像控点自动匹配功能得到更好的展现。

除此之外，由于无人机三维点云能够准确计算各个分散点数据，合理记载地表色彩与各项高程信息，一般情况下，矿山中的点云密度主要在20p/m3左右，能够保证三维地表建模工作得以顺利开展，真正实现三维可视化。研究表明，在矿山测量中，通过运用三维参数模型进行计算，能够保证矿山地表斜距与深坑高度计算数据更加准确，提升地表模型色彩的真实性。

4 结语

无人机影像像控点的自动布设能够提高像控布设效果，科学利用该方法获得良好的像控分布图与航空影像刺点范围图，不仅能够满足外业刺点精度要求，而且减少内业工作量和生产成本。但是，在应用矿山无人机影像像控点自动布设方案的过程中，对相关工作人员要求比较高。因此，相关工作人员在实际工作当中要不断提升自身的专业技能。