矿山测绘中无人机倾斜摄影技术的应用

1 无人机矿山测绘的工作概述

1.1 提供矿山生产的基础数据

为了保证矿山生产严格按照规划设计和月度、年度计划目标进行，需要绘制采场大比例尺地形图，为工程测量、生产监控和生产调整提供必要的数据支持，确保矿产资源的良好开发利用和安全有序生产。

交通安全设施的设置与道路的线形组合有直接的关系。当平曲线半径较小时，尤其视距受限时，为保证行车安全，需增设较多的警告、禁令标志，在靠近悬崖一侧增设相应的防护措施，纵坡太大时，在起点位置会增设长陡坡路段的警告标志。在转弯半径较小的情况下，为了保证行车安全，路线一般会在道路外侧增设超高加宽段，标线相应也需要按照路线进行过渡，如果纵坡较陡，还需要在陡坡相应位置设置不同的震荡标线，以降低车速，减少冬雨期由于道路湿滑引起的安全事故[3]。

1.2 助力数字矿山建设

矿山资源开发利用的技术、生产、组织和工程决策正在迅速利用数字化技术，通过无人机测绘提供空间定位技术，真正按照三维坐标模拟并有机结合全矿及周边地区的地面特征、地貌和地下地质，有利于资源的高效有序管理；以测绘、遥感和地理信息系统为基础的空间信息技术，为新型数字智慧矿山建设提供了可靠、实时的技术支撑。

对本科护生进行循证护理理念培养必不可少，将其与真实病人PBL教学相结合，并应用于护生见习环节，有助于提高护生批判性思维能力，提高护生见习参与度，且与传统见习模式相比，其在提高护生自学能力、发现问题和解决问题的能力及团队合作能力方面认可度较高。

2 无人机高精度倾斜摄影测量的优势

2.1 可以直观地反映山地周围的地形

在矿山地形测绘过程中，利用无人机高精度的轮廓测量可以更直观地反映山体周围的地形。如果采用传统的方法进行测量，需要人工到达现场，对每个数据进行详细的分析，然后整合在一起制定建模和方案，这样测量出来的数据有局部的局限性，而无人机摄影可以很好的把握整体性来解决这个问题。而且可以从根本上直观地反映矿山周围的地形，为矿山的后续开采工作打下良好的基础，从整体上进一步提高矿山测绘的效率。

2.2 能收集矿山周围的地理数据。

同时，其开采方法对矿区周边环境造成了很大的破坏，对矿区原有的生态环境造成了很大的影响。矿区地质条件复杂，一旦矿区环境遭到破坏，将会给矿区的生态环境造成很大的困难，从而对矿区的可持续发展产生不利的影响。为此，本文提出了一种利用无人机倾斜照相技术进行测量的方法。利用它的高分辨率和高精度，可以在较低的高度精确地采集到矿井的资料，使数据更加准确，便于工作人员对矿井的基本状况有一个全面的认识，并据此制订出相应的采矿方案，并根据这些风险因素，采取防范措施，实现对矿区环境的保护。

4.配套公共服务发展滞后，乡村风貌待整治。现代农业开发因市场爆发而快速兴起，而产业所在的乡村地区交通设施、供水供电、污水垃圾处理、社会管理和金融服务等公共配套建设尚停留在村镇一级，未能及时跟上匹配。

2.3 便于小数据的整理和发布

在利用无人机进行高精度倾斜摄影测量的过程中，另一大优势是可以方便一些小数据的整理和发布。如果采用人工现场测量，人们只关注一些大数据，而很少有人注意到矿山周围的地理条件、山的高度等小数据。在制定方案的过程中，这些小数据可能不会发布，但是使用无人机高精度斜摄影测量可以方便小数据的整理，在制定方案时可以更偏向。

2.4 灵活操作

无人机倾斜摄影技术正在向自动化、信息化方向发展。相比人工测绘，无人机测绘在成本和效益上有很大优势。现阶段无人机设备体积逐渐减小，便于携带和操作，更好地满足测绘需求。

2.5 高数据精度

受矿山环境复杂、现场人工测量风险大的影响，传统测绘难以到达高陡边坡、采矿场地等区域。无人机倾斜摄影技术的应用，可以确保安全高效地完成野外测绘作业，采用低空飞行信息采集和携带高分辨率相机等方法，可以采集高精度图片，促进工作效果的提高。因此，无人机倾斜摄影技术的应用不仅可以提高数据的准确性，还可以与计算机软件相结合，形成可视化的信息，在后续的采矿设计和矿山规划中发挥更高的作用。

二是稳妥推进资产收益扶贫工作。引导各地结合实际逐步加大资产收益扶贫投入力度，大力推广“保底收益+按股分红”等模式，强化项目精准带贫减贫机制和风险防控措施，强调贫困户对产业项目的实际参与，禁止以资产收益扶贫为名追求短期分红、忽略产业带动的做法。

3 矿山地形图测绘中存在的问题

3.1 缺乏有效的测量方法

矿山地形测绘过程中的主要问题之一是缺乏合理有效的测量方法。在人们的传统观念中，无论是矿山地形还是其他地形，一旦涉及到测绘，就需要人员带着专门的仪器到山上进行实地勘测。根据勘测数据，建立三维模型后，提供给后续的方案设计团队。这种测量方法效率低，从测量开始到测量结束再到方案完成需要太多时间。因此，在矿山地形测绘过程中，缺乏合理有效的测量方法会影响矿山的整体开采进度。

3.2 消耗大量人力物力

在测量矿山地形的过程中，需要技术人员携带专用仪器到现场进行测量。这种测量方法会很大程度上消耗人力物力，因为每个施工队的技术人员都是有限的，需要进行实地勘测，就会浪费大量的人力物力，不仅降低矿山测绘的效率，还会拖慢整体的开采进程。因此，相关管理者必须重视这一问题，尽量减少地形测绘所耗费的人力物力，从整体上提高矿山测绘的效率。

3.3 获得的数据不准确

在测绘矿山周围的地形之前，首先要准备一些基础资料，包括熟悉测区的基本地形条件，测区的相关地理参数，如何利用好当地的旧地形图，布设控制点等。特别是在无人机高精度斜摄影测量测绘过程中，还要选择地形，根据地形设计路线，根据天气合理安排作业时间。合理选择无人机的型号、功能测量、相机等。

4 无人机倾斜摄影测量在矿山测绘中的作用

4.1 矿山监测

对摄影测量进行有效的控制，可以有效地提高测绘结果的准确性。在安装控制点时，必须按照规范的规定来设定。头部和侧面的交叠比例分别为65%和60%。在布设图像控制点时，要考虑如下几个问题：一是根据成图区域的地貌，将其分成不同的成图区域。在测绘区以外，图像控制点多在等高线以外，其航向基线数目超过1，横向距离超过100米。二是选择影像控制点时，要同时画出这一地区的地形图，选择容易识别、不会引起争议的地区，例如：特征标记比较突出的地区；在布设照相控制点时，要尽量选取高程变动不大的区域，以增加斜面照相的精确度。第四，在筹备发展区，由于高层建筑面积的增大，使得像控点的设置更加困难。在工业测量中，测量会造成视觉障碍，影响测量的准确度；五是由于地图上有大片的水域，会使图像控制点的设置变得困难。

4.2 保护环境

在矿山测绘中应用无人机倾斜摄影技术，既能有效地保护矿区环境，又能使矿区的生态环境得到可持续的发展。在传统的煤矿生产中，矿工的工作重心是露天。

在利用无人机倾斜摄影测绘矿山周边地形图的过程中，通过等比例放大或缩小，再利用合理的数学公式，可以计算出矿山周边的一系列地理数据。无人机摄影测量相对于传统的人工测量或者机械测量，可以更好的掌握，整体采集的数据比它们更精确。因为这些数据都是通过相应的计算公式得到的，所以在测量中不存在这种情况，可以为业内后续的3D建模提供很大的帮助，保证3D建模不会出现数据问题。

5 无人机测量摄影技术在矿山测绘当中的实际应用

5.1 开采规划中的应用

在采矿之前，经常要对矿山进行全面的资料搜集和调查，从而使采矿方案更加合理。利用无人机对矿区高程、地形等数据进行采集，并将数据传送到电脑上，再利用电脑进行地质地图的绘制，从而达到高精度的矿山地图。

利用无人机倾斜摄影技术，能为矿山的实际施工提供综合的资料，从而保证矿山能满足日常工作中对产品质量的要求。采用无人机倾斜照相技术，可以有效、准确地探测煤矿周边环境，保证矿山在实际生产中不会受到各种外部因素的干扰，从而提高矿山的安全检测质量。通过对飞机低空飞行的摄像，能更直观、更具体地为工作人员提供资料，使工作人员能够对现场进行科学、合理的管理、合理的作业，并能使某些矿石得到合理的分配，从而防止出现局部过载和对地层造成严重的影响。因此，采用无人驾驶技术更适合目前的施工需求。

5.2 像片控制测量

采矿过程中，其有关的活动不可避免地会影响到周边的采矿环境。这样的话，无人机的倾斜成像技术就可以对周围的环境进行有效的监控，这样就可以防止矿场的环境受到任何的影响，也可以让采矿的安全和正常的进行。根据对我国矿产资源的调查和分析，可以看出，在矿产资源比较丰富的区域，其地质条件十分恶劣，人力难以对其进行有效的采集，而且获取的资料精度也不高。而无人机倾斜摄影技术的出现，则是给了他们一个很好的解决办法，让无人机在接近矿山的地方飞行，这样的话，他们就可以得到更多的图像，从而对整个矿区的地形有一个清晰的了解。而且，无人机倾斜摄影技术也可以在很短的时间内采集到大量的数据，而且相比于手工绘制，它的准确性和准确性都得到了极大的提升。

5.3 矿山施工当中的应用

在生产实践中，首先要把采集到的各类数据通过CAD软件录入到矿山周边环境、矿山规划等系统中，形成立体影像，使矿山及其周边环境得到更直观、更具体的分析。然后有关人员可以对工程进行整体的优化和调整，并清楚地认识到建设过程中存在的许多问题。其次，根据倾斜照相建立的数据库，确定矿山当前的结构特点，确保工程与城市建设的高度协调，从而达到工程的科学性。在这段时间内，必须先利用倾斜摄影技术采集矿区地面图像，再进行空中三角测绘。在获取图像信息后，可以采集、提取图像，实现矿山的三维模型，确定矿山结构，并进行相应的数据统计与分析。只有了解了这些要素，才能进行有针对性的研发与设计。利用这些方法，可以有效地提高矿山测量结果的准确度和工作效率。

核桃是大荔县主要经济树种之一，具有较高的经济价值和生态效益，核桃除了核桃仁有食用价值外，其干、根、枝、叶、青皮都有一定的利用价值。核桃种植具有易管理，投资小，见效快，销路好，效益高等特点，是群众致富奔小康的一条好门路。

6 无人机高精度倾斜摄影测量的方法

6.1 准备基础材料

人工和机械设备相结合，不仅浪费人力物力，还会影响数据的准确性。因为在测量过程中，人工测量难免会有误差。如果这些错误的数据在调查过程中没有被发现并应用到地形图的三维建模中，将会对矿山的整体地形造成错误的形态。严重的话甚至会影响到整个矿山的开采进程，因为人工测量的程度和机械、公式计算的程度会有一些差异。因此，可能会有不准确的数据。

6.2 无人机倾斜摄影

摄影开始时，首先要做好定向点的控制，根据测区情况合理布置阶段性控制点，尽量做好对象控制点的数量精度和倾斜程度，一定要有明显的特征，可以适当辅以人工制作的特征点。在实际测量中，影像控制点的布设通常采用区域网布设的方法，即影像控制点沿区域网外围均匀布设平面高程控制点，可以更好地提高拍摄效果。摄影时，应根据测区的大小和方向、比例尺的重叠程度等进行基本路线设计。如有必要，它可以划分为多个区域。在实际摄影的过程中，尽量使用5镜头相机，一个用于正射，另外4个用于斜拍。

6.3 行业中的3D建模

摄影完成后，需要及时进行内业3D模型的搭建。首先要检查航拍中的数据是否准确，航拍照片的拍摄质量，确保不会出现照片倾斜角度、路线倾斜等问题。此外，还需要对空间数据进行加密。在处理过程中，最好使用区域网的联合平差方法，即使用两种不同的计算方法得到平差，这样可以更好地保证观测数据的精度。同时，还需要建立三维模型，利用原始影像形成空间数据，也要做好内业的数据采集工作，检查影像控制点和检查点的精度，确保模型符合相关规定。

无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用，需要做好航测方案、设备检查和参数设置工作。要明确测绘任务范围，明确矿区地形、干扰源分布等相关情况。正确进行无人机的航路规划和操作，结合各种可能出现的突发事件，建立相应的应急预案。

7 无人机矿山测绘中的应用要点

7.1 航测外业

现在，公共组织改革发展缓慢，特别是在省，市，县一级。现在，依据预算和筹款联系，公共组织分为全额资助组织，不同补助金和自我保持组织。很难习惯该组织管帐体系的施行。例如，自营组织的所得税付出难以反映，因为在运营余额出现亏本时无需分配余额。最重要的是，因为公共组织中的许多人不是独立的，他们的财务状况相对独立，这样的独立往往只是名义上独立，实则单位内部是不完善的。

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露天矿分步作业高差往往达到数百米，无人机测绘需要实施分层飞行设计，以达到相应的地面分辨率。在区域划分上，需要保证航测布局与飞行路线一致。参照航测高度设置，要求该师地形高差始终不超过真实高度的1/6。在保证路线直线性的同时，最大程度区分跨度，覆盖所需的测绘区域。为保证大比例尺地形图成像精度满足设计标准，缩短成像周期，选择合适的飞行高度，请参照GB/T 23236-2009《航空摄影测量数字空中三角测量规范》和GB/T 15967-2008《1：5001：10001：2000地形图航空摄影测量数字测图规范》。

影像控制点的布设应满足每次出动的采集区和边缘连接因子的标准要求，按照图纸上平面位置中误差不超过0.15 mm、高程中误差不超过1/10的基本垂直间隔，通过测区控制点用全站仪或RTK观测采集

。

7.2 内业三维建模成果输出

以大疆经纬M300RTK无人机为例。我们可以使用Context Capture(简称CC(Smart3D))建模软件来解决空中三角测量。结合无人机的具体飞行轨迹和影像控制点的设置，整理出航测照片数据后，通过CC(Smart3D)软件运行：导入(照片、POS数据、相机参数)→提交空三操作→穿刺点→重复空三操作(三次)，穿刺点(三次)通过获取各种数据格式的3D网格模型和DOM或DSM，构建倾斜的3D模型，整合照片得到真实的3D模型，极大地促进了采矿作业的精细化管理。

7.3 矿山方量变化及计算

利用多阶段无人机测绘生成的DOM或DSM数据信息，结合华南地区CASS 9.1软件的DTM方法，主要原理是：三角形网格基本单元的核心构成不规则三角形三个顶点的三维坐标并从初始三角网格中所有三角形的三个顶点沿垂直方向向下引出三条直线，直到开采后的地表三角网格相交在一起，这样就形成了许多三棱柱，然后整个区域的土石方就是三菱柱的体积之和。与传统的立方米计算方法相比，通过设置点间距可以更真实地显示矿山立方米的变化，准确计算采矿工程量，应用于采矿成本核算和矿山储量变化的计算

。

8 结语

在矿山地形测绘过程中，首先要了解无人机高精度斜摄影测量的优势，然后根据矿山地形测绘过程中存在的一系列问题制定方案。

在使用无人机高精度倾斜摄影测量的过程中，首先要准备基础资料，然后利用倾斜摄影测量获取相关地形数据，最后整理数据，进行内业三维建模，从根本上提高测绘的功能和效果。无人机技术在我国发展迅速，基于该技术发展的无人机倾斜摄影技术为矿山工作的高效开展提供了极大的帮助，可以有效防止传统矿山测绘工作中各种问题的出现，促进测绘工作质量和效率的显著提高。因此，为挖掘无人机倾斜摄影技术的潜力，应加大该技术的推广力度，特别是加快国产建模软件的开发和利用；同时，结合测绘行业现状的多方面分析，加强技术人员的培训，促进无人机倾斜摄影技术的提高，推动该技术向智能化、自动化方向发展，为促进矿山测绘工作的良好发展打下坚实的基础。

[1]李淑军．无人机三维倾斜摄影技术在矿山监测中的实践与探索．世界有色金属，2017（07）：194+196．

[2]张军，高洁纯．无人机三维倾斜摄影技术在矿山监测中的应用[J]．世界有色金属，2018（19）：17-18．