深圳市国测测绘技术有限公司 广东深圳 518000
摘要：矿山的建设及对资源的利用和开采都离不开的一项内容就是矿山测绘，同时矿山测绘可以使资源的开采更加有效率，可以为企业的效益提供坚实的保障，所以矿山测绘在矿山建设过程中有着举足轻重的作用。以往传统的矿山测绘使用的技术存在测绘耗费的时间周期长，无法满足当前对成图速度的要求，导致工作效率极其低下影响开采效率。在矿山的建设过程中，利用大比例尺地形图进行测绘工作的时候，可以大面积进行推广使用这项技术。
关键词：倾斜摄影测量技术；矿山测绘；应用
引言
无人机倾斜摄影技术在现代化矿山建设中占据重要的地位，在社会其他测绘领域中也具有广阔的应用前景，均取得了显著的成效。通过本次某金属矿山地形图的测绘，获得最终地形图的平面位置误差小于2cm，高程注记点的误差控制在1cm，具有良好的测量成效。因此，该技术完全可以满足矿山测绘的基本要求，可以进行大规模的推广使用。
1、倾斜摄影原理及特点
1.1倾斜摄影原理
无人机摄影技术的原理就是在无人机飞行平台上，通过多个数码相机，以垂直或者倾斜等多种角度来对地物进行拍摄。而在拍摄过程中，比较常用的五镜头倾斜摄影系统充分结合了无人机平台的GPS/IMU系统，由此来获得POS数据以及相关图像控制点的数据，然后再通过相应软件来对数字表明模型和数字正摄影图像和3D模型进行有效的处理。
1.2倾斜摄影测量技术特点
其一就是其拍摄的图像立体效果更加真实，能够对人类的感知能够以更加真实的状态反应出来；其二就是能够为建模提供的纹理信息更加真实而且丰富；其三就是能够充分实现高精度的测量工作。此外，无人机能够充分实现低空遥感操作，而且不仅操作起来比较简单，而且可操行也比较强，图像采集的周期大幅度缩短。由此我们可以看出，通过无人机摄影技术来获得真实的三维模型，同时使用矢量绘图平台来获得地形图所需要的相关元素，能够在很大程度上改变传统测量技术所存在的不足，在很大程度上提高了测量的效率和测量的质量。为工程建设的顺利开展提供了更加有效的数据支持。
3、无人机倾斜摄影技术的具体应用
3.1基本要求。这篇文章选取的研究对象是一个金属矿山大比例尺地形图测量，主要围绕着在矿山测绘领域中无人机倾斜摄影技术的广泛应用。为了更具体直观的展现无人机倾斜摄影技术，笔者选取了三类HM2200、HO1300和HO1600型号无人机为主要航摄系统，选取的摄影相机是南方测绘倾斜数字航空摄影相机，然后选用了与之相配套的卫星定位系统及管理系统。由于无人机倾斜摄影技术在实际应用的过程中，对周围的气候环境条件要求比较严格，飞行条件必须选取在晴空万里、气候相对比较温和的季节，无人机起飞和降落的地区选择一定要选择在离主要机场15km以外的区域。
3.2获取和处理倾斜影像
设定无人机的航行方向要选取在开始执行任务之前，一定要建立在充分的了解测绘区域基本情况的基础上，根据无人机的性能参数指标科学的制定出飞行时段和飞行轨迹，从而才可以更加有效的开展外业的倾斜摄影工作。进行航拍的时候可以更加全面的获得多角度拍摄影像，在已经制定好的拍摄控制点以及加密点坐标进行智能的拍摄，以获取相应的倾斜影像资料。在对数据进行测绘预处理之前，一定要保证数据在测绘区域内采集完成，将选取拍摄的倾斜影像反投影至建立的虚拟影像中，主要目的就是将地面突出物的重影问题减小到最大程度。
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3.3控制测量相片
矿山测绘的精确程度可以通过控制测量相片的方法来提高，比如要严格按照相关的规范进行布设控点，本例选取了65%的航向重叠度以及60%旁向重叠度。在进行布设控点的时候要注意以下几方面事项：①要根据需要测绘区域的实际地形地貌将其划分为若干个测绘分区，在此之外的像控点要布置在图轮廓线外，一般情况下航向基线应该大于1条、旁向要大于100米的部位；②必须满足在航线两段的控制点偏离的半径长度要小于1条基线的一半；③要充分考虑到测绘区域的地形和地貌特征选取相应的像控点位置，选取原则要确保没有争议、容易识别的地区，例如明显的标志性建筑物和房角等；④如果像控点选择在山头，要选择一些平头山或者是地形变化不大的地方，这样可以极大的增强测量的精准度；如果像控点的高度变化范围小一点，也可以大大增加倾斜摄影测量精确度；⑤布设像控点一般不要选取在有植被的区域或者是高大的建筑物拐角处，在这些地方布控点很容易出现视线遮挡导致测绘精确度下降；⑥不要在大面积水域区域进行布置摄像控点；⑦布设像控点要选取交通便利的区域，这样可以更好的保存数据。
2.4空中三角加密处理
在测绘过程中不可避免的受到外部环境的影响，如植被等，导致在实际的无人机倾斜摄影过程中出现地面控制点测量达不到实际需求或者较小测绘区域测绘盲区的出现等，使得测绘成果达不到最终的测绘要求。此时，需要进行空中三角加密处理和校正工作，可以弥补上述原因导致测绘精度达不到要求的缺陷。空中三角加密处理是建立在对影像外的方位元素进行准确预算，再结合相应的软件将干扰因素剔除，可以有效的提高测量精度，对地形条件较差区域的航测结果有明显的改善。在完成空中三角加密处理之后，可以根据矿山测绘实际需求输出DOM、DEM、DSM等模型。
2.5三维建模和数据采集
三维数据模型的建立是借助多视角倾斜影像进行几何校正、联合平差、多视匹配等一系列操作，最终获得可视化的三维倾斜模型的过程。三维数据模型建立完成后，可以借助数据处理软件获取测绘区域的地物、地貌等数据[3]。数据的采集工作主要包含三个方面的内容：①地物要素的采集工作，主要由测绘任务手动完成，如拍摄影像中的像控点、建筑物等，可以提高测量的精度；②地貌要素三维信息的自动提取，主要包括了测绘区域等高线、高程注记点等的采集工作，可以借助现代化的处理软件平台进行，但需要经过后期测绘人员的人工整饰与取舍才可以投入使用；③地物等要素遮挡问题的处理，对相片资料中的遮挡区域进行补充测量，可以提高最终的测量精度。
2.6外业调绘及补测
前文已述及，无人机倾斜摄影技术在航空拍摄过程中不可避免的存在拍摄盲区，通常在植被发育、建筑物遮挡的区域无法获得相应的影像。因此，在后期内业处理过程中要对上述区域标注出来，及时的开展外业的补测与调绘工作。此外，在获取地物、高程标注过程中对于不确定的地区或者复杂区域标注出来，进行外业的实地调查工作和补测工作，可以提高矿山测绘精度
结束语
矿山测绘是矿山建设和资源开采利用的基础，也是提高开采效率和效益的保障，在矿山建设过程中起着重要的推动作用。传统的矿山测绘手段不仅测绘周期长，不能满足快速成图的社会需求，而且传统的测绘技术的工作效率极低[1]。随着无人机技术、定位技术、通讯技术的快速发展，倾斜摄影测量技术逐渐应用于矿山大比例尺地形图的测绘中，取得了较好的应用效果。
参考文献：
[1]李少军.浅析无人机倾斜摄影测量方法在矿山中的应用[J].中国金属通报，2018（05）：57-58.
[2]马存富.基于无人机倾斜摄影技术矿山地形精准测量方法[J].世界有色金属，2018（03）：15-16.
[3]卢君成.无人机倾斜摄影在矿山测绘领域的应用[J].科技创新导报，2017，14（34）：94-95.
[4]孙亮，夏永华．基于无人机倾斜摄影技术测绘大比例尺地形图的可行性研究［J］．价值工程，2017，36（8）：209-212
论文作者:吴智光
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第9期
论文发表时间:2019/5/9
标签：无人机论文; 矿山论文; 测量论文; 区域论文; 地形图论文; 过程中论文; 摄影技术论文; 《建筑模拟》2019年第9期论文;