矿山治理中无人机倾斜摄影测量技术的应用

苟彦梅

（甘肃林业职业技术学院，甘肃 天水 741020）

最近几年，无人机航拍系统广泛的应用到测绘领域。卫星遥感以及常规航拍技术具有周期长和费用高的特点，并且不能快速的将信息数据进行更新。无人机航拍系统是对以往的航空摄影测量手段做了大量的补充，具有很多方面的优点，比如高效快速、费用低、灵活以及适用的比较广泛等，在较小领域以及难以飞行的区域都可以快速的获取各种信息。

1 无人机倾斜摄影系统概述

航拍系统在倾斜摄影中是获取原始影像不可缺少的设备，无法被其他设备所代替。航拍飞行棋和航摄仪构成了航空摄影系统。航摄仪具有的性能参数对飞行载体提出了更高的要求，飞行载体在各个方面都为航拍仪提供了可靠的依据。

（1）无人机飞行平台。由于无人机具有不同的方向，使无人机的性能标准存在很大的差异。为了控制无人驾驶无人机，他们对飞行标准提出了更高的要求，主要表现在安全性、实际升降机、有效载荷等几个方面。比如：第一，无人机的最低载重量为4斤；第二，多旋翼巡航速度超过每秒6m的速度，固定翼无人机的巡航速度要高于每秒10m的速度；第三，电池动力续航时间＞半个小时，内燃机动力续航时间＞1小时；抗风性要大于4级风速。

（2）倾斜相机的性能要求。根据无人机航空测量的相关规定，航空摄影照相机大概需要3500万美元。在倾斜的像素照片中，相机不可以被管控，但是可以控制显示的图片。必要时可以将图片进行倾斜，能够碰触到样本，曝光时间、注册表、操作时间等。比如：第一，第一次倾斜摄影获取的像素越高越好，但是要结合设备成本进行思索，一个镜头不能小于2000万像素，每次曝光不小于1亿像素；第二，工作时长最低达到90min；第三，具有定点曝光的功能，保证影响重叠符合要求。

（3）倾斜摄影测量技术具有的特点。①倾斜摄影影像数据的三维性。倾斜摄影可以拍摄出全面、多角度等影响数据，可以充分的体现出地物地貌具有的属性，如颜色、位置等，可以全面的体现出地物的具体状况和属性。②倾斜摄影影像数据具有高效率性。倾斜摄影测量技术可以通过无人机等很多飞行载体对影像数据进行全面的搜集，因为无人机具有容易操作、成本低等特征，能够加快搜集数据的速度，与此同时为人机还可以大范围的获取纹理数据，并且提升三维建模的效率，节省三维建模的成本。

2 矿山环境的恢复治理

近年来，科学技术的不断推进，现代信息化技术的快速发展，国家对自然环境的保护引起的高度重视，矿山环境的恢复治理是各地区环境治理的主要方向。

矿山环境的恢复治理主要是扩大矿山绿化的规模、将露在岩石边上的植被进行维护等，由于矿山位置极其特殊，又经历了长时间的开采，使传统测绘的工作很难进行，并且测量效率极低，与此同时以往的测量结果不能为矿山治理的恢复提供可靠的数据支持。所以在对矿山的全貌进行测量时需要运用无人机倾斜摄影测量技术构成的三维实景模型。

3 在矿山治理中无人机倾斜摄影的具体应用

（1）测区情况。本研究将鹦鸽村的露天采石场作为实验对象，鹦鸽村地处于陕西省宝鸡市太白县，地形条件非常复杂，属于秦岭山脉。在测量区只有眉太公路可以到达，交通非常的不方便，在那个地区四季气候非常明显，这次测量区横向长约400m，纵向长约500m。

（2）目标确认和空域申请。在使用无人机航拍之前，需要结合具体的目标任务设计好飞行计划，同时还需要做好航拍区域的申请规划。飞行计划主要包括：第一，测区概况：需要对测试区域的位置、测试区域的示范田以及地理环境进行全面了解；第二，需要明确航拍比例尺和行高；第三，确定无人机升起和降落的具体位置；第四，选择合适的航拍相机；第五，明确航拍日期。为了使空域资源得到最大化的使用，确保飞行安全，在无人机航拍之前需要相关规定申请试验区空域飞行的许可。如果没有得到飞行许可，就需要重新设计飞行的规划等，做好充分准备，向空域管理机构重新申请飞行许可。

（3）设计航线技术。根据相关的技术参数包含设定路线、设定飞行等很多个方面。结合大操作区域的规定，按照地图的分辨率以及比例尺，把这个区域的地形景观条件有效的整合到一起。表1为测图比例尺对应地面分辨率的情况。

表1 测图比例尺对应地面分辨率

准备好地面工作之后，地面需要在阳光晴朗、无云等条件下，执行低空无人机拍摄。地面工作人员需要对传送过程中得到的数据进行对比，及时的对存在缺陷、照片丢失等进行补拍。当数据检查符合相关要求之后，可以将无人机收回，完成飞行任务。

（4）对点布设情况进行严格检查。根据低空摄影测量内外业对成图精准度的要求，在设计空点时需要按照以下要求进行：首先，在地形比较复杂的区域，无人机航拍之前需要在地面上安装清楚的标志，这些标志可以当作控制点，以便于使穿刺点的精准度和控制点的稳定性得到有效保证。其次，照片控制点需要根据航线分散布置到整个测试区域。需要在同一位置的平面点和高程点分散布置。一般情况下，像控点需要分散布置在相邻航线中间相互重叠的部分，如果航线旁边重叠面积太小，甚至没有重叠的部分，就需要分开布置像控点。再次，因为受外界环境的影响，使布设位置边缘会发生变形，逐渐增大投影的误差，对后期拍摄图像的准确穿刺以及准确解释产生不利的影响。所以，控制点不能布设在距离图像边缘太近的位置。通常情况下，控制点需要布设在重叠点附近的中线＜3mm的位置。如果大于3cm就需要单独布设。最后，在分散布置控制点时，尽量符合相关的规定，如可以布设在像主点和方位线呈90°的直线位置旁，像控点同样也可以分散布置在航向方向相互交叉的位置。

这次的检查点是在像控点中选择了六个位置当作检查点，检查点主要使用海大V30 RTK，利用GPS RTK测量方式测量检点的大地坐标。

4 结论

因为无人机倾斜摄影技术在我国得到广泛的普及和应用，完善了以往测绘的模式，在一定程度上使测绘行业的作业效率得到有效提高。目前有很多矿山三维模型的产品以及服务都如雨后春笋般的出现，在这种背景下会使我国的土地资源得到最大化使用，完善土地空间。本文经过对无人机倾斜航拍测量技术进行深入的研究和拟定，在一定程度上会使无人机倾斜摄影测量技术得到更加广泛的应用，更好地服务于国家的建设。