探析无人机在大比例尺矿山地形测图中的应用

无人机航空摄影测量技术具有运输和组装方便、成本低、响应快、避免空域控制、起飞方式多样、数据处理方便等优点，主要体现在无人机飞行平台、数码相机系统、地面监控系统、配套软件系统，大比例尺矿山地形图的自动处理程度越来越高，应用越来越广泛。

鉴别原理：因为硬水中含有较多的可溶性钙、镁化合物，待水分蒸发后，在玻璃片上残留的固体物质自然会较多，而软水则较少。

1 无人机摄影测量工作原理与特点

无人机航摄技术是集多项高新技术为一体的测绘地理信息前沿技术，在无人机技术与航空摄影技术的基础上，引入了全球卫星定位技术（GPS）和数据传输技术。工作原理是事先规划好航飞路线与范围，对测绘对象进行影像数据采集，外业数据采集完成后，进行内业处理。根据影像的内外方位元素进行空三加密，计算每张影像的6个外方位元素，完成空三加密，在此基础上通过建立密集点云，输出高分辨率的航测成果（DOM）。

植物的生长过程往往需要一段较长的时间，在描写植物时我建议学生对其进行一段时间的观察，并拍下照片，写作时让他们一边看图，一边回忆，把植物的生长特征写清楚，写完整。

根据航摄成果人工制作线划图，经整饰后形成最终的大比例尺矿山地形测图成果。无人机航摄系统由飞行控制系统、飞行平台与影像传感器三大部分构成。①飞行控制系统主要用于对无人机飞行平台的控制以及任务载荷的管理。②飞行平台指无人机的机体，一般分为旋翼机、固定翼、混合翼等三类。③影像传感器指用于开展航摄的各类传感器等，如单反相机、多镜头的倾斜摄影相机等。

2 现有无人机航测技术概况

2.1 无人机垂直摄影测量

对于无人机摄影测量而言，它是当前发展中的一种重要测量方法。特别是对于低空无人机摄影测量，它是一项具有发展潜力的测量技术，为技术领域的发展和数字城市的建设提供了支撑。无人机航空摄影测量在各个领域得到了广泛的应用。由于它具有速度快、测量精度高的特点，可以根据不同的地理环境改变相应的形式和方向。因此，无人机摄影测量在工程测量等相关领域显示出很高的应用价值。在社会经济快速发展的同时，城市化速度明显加快。城市进行了区域规划和水利布局。在开展工作之前，需要根据地形条件进行综合分析。数据需求也比较大，对质量的要求也有所提高。无人机摄影测量技术由于其相对较高的分辨率，通过与数字测量软件的集成，可以在一定程度上简化后续环节的数据处理和分析，从而提高测量质量。借助无人机摄影测量，可以及时获取相关数据和数据，采集量能够满足实际需要。由于无人机摄影测量具有较强的灵活性、较低的成本和方便的操作，对测绘行业的发展产生了很大的影响。矿山地形测绘是基础工程中较为重要的环节之一，直接影响到施工质量。因此，无人机摄影测量在使用中需要合理使用，并应加强对该技术的研究，以体现无人机摄影测量的作用。

2.2 倾斜摄影测量技术

像控点布设包括四个方面的内容，即影像分析、点位选取、像控点测量、像控点刺点。影像资料分析方面主要分析了航线间隔及旁向重叠度，分别以30%～40%、65%～75%为准。无人机摄影作业区域，航向超出航空摄影区域范围需要控制在3～6条基线。相片的倾斜角度、旋偏角、航线弯曲度，分别小于4°、8°、3%。高度方面，同一条航线高差应在30m以下。在相片上的实际航线与设计航线之间的偏离范围要求控制在10cm以内，确保满足精度要求，为有效控制技术，需要注意加密影控点的强化，在不规则区域内，设置凹角处高程点。相片位移误差不大于30m，在像控点测量方面，选择了全站仪配合RTK双频GPS接收机，对本次的像控点进行测量。在像控点刺点方面，刺点误差应保持在相片上0.1mm以内。

在明代，作为汤显祖“临川四梦”之一的《牡丹亭》，同样讲述了一个男才女貌的才子佳人爱情故事，问世以后，深受读者喜爱，也产生了广泛而深远的影响。沈德符《万历野获编》说：“汤义仍《牡丹亭梦》一出，家传户诵，几令《西厢》减价。”陈石麟在《玉茗堂全集序》中说：“惟‘思梦记’。真堪压倒王（实甫），董（解元），关（汉卿），马（致远）。 ”[3]由此，汤显祖的《牡丹亭》也成为明代剧作的代表作品，它所体现的也是青年男女追求自由爱情，反对封建礼教的主旨。

3 无人机摄影测量在矿山地形测图测绘中的应用现状

垂直摄影测量是指无人机配备单镜头相机和定位姿态确定设备，根据一定的航向和横向重叠以及航路规划软件规划的航路轨迹，完成从空中到地面的垂直摄影。由于垂直摄影，获得的图像侧面信息较少，主要是顶部信息。在有屋檐的区域，不可能纠正屋檐。它配备了非测量数码相机，因此获得的图像有失真，并且朝向图像边缘的失真越大。在数据处理过程中，需要对图像进行畸变处理。该方法主要用于制作数字正射影像、大比例尺矿山地形图和数字高程模型。其优点是图像采集效率高，持续时间长；缺点是单镜头，精度差，无法校正。

4 无人机摄影技术在大比例尺矿山地形测图中的实际应用

4.1 案例概述

选取自东向西飞行的整体航向，航空摄影地面高度控制在700m，相对航高控制在650m，地面分辨率平均0.13m。满足测绘方案中要求的1：2000比例尺的成图标准。

4.2 航空摄影

以某矿山地形测图测量为例，选择1：2000大比例尺矿山地形测图测绘为例，选定无人机测绘方案后实施测绘任务。做好各项准备工作后，先根据航飞范围布设像控点，再开展航空摄影测量任务。内业数据处理方面，经数据预处理后，精准计算空中三角测量结果后，生产DEM与DOM等航测成果，基于航测成果、人工绘制矿山地形测图并进行精度分析。无人机生产大比例矿山地形测图技术流程如图1所示。

编者按:始于20世纪70年代的语言认知研究关注的是语言与思维的关系，国内外学者从不同的视角描述和解释人类认知能力对语言结构和表达的影响。近10年来，随着科学技术的发展，语言认知研究呈现出跨学科、新范式和多维度的特点。为及时反映语言认知研究的这些新变化，本刊特组织该领域的部分学者根据他们近几年的研究成果撰写了相关文章。这些文章分别从句法、语义及语用加工等方面，探讨了认知能力与语言结构和语言表达的复杂关系，反映了语言认知研究的前沿领域。本刊将这些文章分2018年第6期和2019年第1期两期以专栏形式刊出，以促进该领域的学术交流和进一步研究。

本次航飞选择成都纵横有限公司生产的CW10混合翼无人机，如图2所示。

4.3 像控点布设

无人机倾斜摄影测量技术是遥感测绘领域的新兴技术之一。通过在同一飞行平台上携带一组五镜头倾斜摄像机，采集垂直和倾斜等不同角度的图像，将其分为前视图、后视图、左视图和右视图。它与IMU/DGPS合作获取高精度的姿态和位置信息，并通过特定的数据处理软件进行数据处理，将所有图像集成到统一的坐标系中，获得更完整、更准确的地物信息。因此，与传统的测量技术相比，倾斜摄影技术具有效率高、精度高、性价比高等优点，其应用越来越广泛。

4.4 影像预处理

本次在DEM制作时，对成果进行了人工编辑，保障了对复杂实物的细致分析与纠正处理，为DOM制作提供相对准确的数据。自动生成DOM过程中涉及对DEM数据的处理、对影像的匀光匀色处理、对相关色调的均衡处理。在实际开展DOM制作时，需要通过人工编辑方法对DOM进行纠正处理、镶嵌处理，尽量使其色彩与几何特征满足矿山地形测图测绘后续的使用需求。

4.5 空中三角测量

在本次测绘工程案例中，地物点平面、高程点位中误差分别为1.5cm、1.1cm，以计算结果为依据绘制误差分布图，用以直观性反映检查点误差情况，完成所有检查点误差分析后，发现本次测绘点位误差均处于0～0.39m范围内，精度合格，符合1：1000矿山地形测图测绘标准。完成精度分析后，将本次测绘所得1：1000矿山地形测图数据与现有矿山地形测量图在CASS制图软件中套合比较，全面了解应用无人机航摄技术所得的大比例尺矿山地形测图精度，明确无人机航摄技术效果。

4.6 DEM与DOM制作

由于无人机航摄过程中相机的系统误差会对测量精度产生影响，因此需要对影像实施预处理，具体参数需以相机检校报告为准，选择DPGrid系统内自带的小像幅影像畸变差校正模块，进行畸变差改正处理。

4.7 矿山地形测图绘制

空中三角形测量主要依据少量的野外控制点，获取加密点坐标以及影像外方位元素，提供更高精度的定向成果，保证数字矿山地形测图的数字精度。空三测量通常包括四个流程，即相对定向、模型连接、平差解算、绝对定向。采用Smart3D软件进行全自动空三测量。

4.8 影像成图精度分析

本次精度分析中共抽样了占本区域10%比例的4幅矿山地形测图，对83个检查点进行了外业检查，地物点点位中误差、高程中误差分别为±0.69m、±0.72 m，满足了本次测绘精度要求，指标科学合理。在测量完成之后，需要全身审核无人机摄影测量结果，确保测量数据的精准度、影像的完整度，结合设计方案，绘图，经过审核之后开展验收，出具评估报告，递交上级部门。

5 结语

无人机能快速高效完成大比例尺矿山地形测图测绘以及DEM、DOM等测绘产品的生产，逐渐在测绘地理信息产业中得到广泛应用。在大比例尺矿山地形测图测绘中，可根据实际的矿山地形测图测绘对象、测绘内容，选择成本相对低廉、测绘技术相对便利的资源，设计与实际矿山地形测图测绘需求一致的技术方案。基于此本文研究可得知，无人机技术在矿山地形图测量中，具有以下优势：

（1）扩大测量范围。在以往开展工程测量工作时，工作人员必须到达测量现场，同时利用专业的测量仪器来开展测绘工作。通过这种方式开展测量工作，会造成实际测量范围比较小，并且不利于提高测量数据的精准性，进而影响到整个测量工作的品质。将无人机技术应用到测绘工程中，改变了传统工程测量的方式，有效扩大了工程测量的范围，同时还可以改善工程测量的品质，提高工程测量的速度。将无人机技术应用到测绘工程中，可以测量到工作人员难以到达的区域，同时通过无人机获得的测量数据还具有较高的精准性。因此，依托于无人机开展工程测绘工作，一方面可以有效改善测绘工程的品质与速度，另一方面也可以提高测绘数据的精准性与可靠性。

也正是冤家路窄，柳红惊恐万状地窜出玉米地，就瞧见那个偷瓜贼抱着一只大西瓜，笃悠悠地朝玉米地走来，他大概也把这片玉米地当作掩护偷盗的天然屏障了。癞阿小走到玉米地边上，刚想松口气的当儿，柳红突然从玉米地里跳将出，冲他大喝一声。与其说他是被柳红吓倒了，倒不如说是被这种突发性的状况所吓倒了；癞阿小见到柳红就跟见到鬼似的。不由自主地扔下那只大西瓜，转身就跑。

（2）提高地形测量安全性。在传统测绘工程开展过程中，工作人员必须到测量现场进行实地勘察，然而我国国土面积庞大，各个区域的地形特征也有着明显的不同，假如人员未能了解区域地形，盲目测量，将会威胁人员工作安全。此外，当出现突发性地质灾害时，工作人员采用以往的测绘方式开展测量工作，会对该区域人民群众的生命安全造成不良影响。而通过无人机技术的应用，工作人员不再需要到现场进行勘查，直接可以通过无人机来获取发生地质灾害现场的各项数据信息，并将其数据信息直接传输给救援单位。以此快速做出反应，保证人民群众的生命财产安全。因此，加强无人机技术在测绘工程中的应用，能够有效提高地形测量的安全性，推动我国测绘工程的进一步发展。

（3）缩减测绘成本费用。工程测绘本身属于一个较为庞大的工程，需要投入大量的资金，在以往开展测绘工程过程中，工作人员需要大量购买测绘设备、测绘仪器，还需要携带不同测量设备到现场实施勘测，测量数据等，这必然会导致测量工作产生较大的费用支出，给测绘工程经济产生较大的负担，还会威胁人员安全。在测绘工程中，使用无人机技术，工作人员只需控制无人机就可以获取测量区域的各项数据信息，不再需要工作人员到现场进行实地测绘。此外，工作人员也不用购买各种规格的测量设备和仪器，节省了测绘工程成本支出，同时也免去了对测量设备和仪器的维护与保养。因此，在测绘工程中应用无人机技术，一方面能够降低测绘工程的成本支出，用最少的资金换取更大的价值，另一方面也可以降低测绘工程的资金占用。

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