摘要：目前，随着社会的进步，信息技术的快速发展，使无人机飞行航拍系统在我国的各个领域得到广泛应用，无人机航拍系统的测绘成果体现出众多的优点，加快无人机航拍测量的技术的发展可以使其快速的运用到地质、矿区灾害治理等领域。本文主要针对在矿山治理中无人机倾斜摄影测量技术的应用进行了深入的研究。
关键词：矿山治理；无人机；倾斜摄影测量技术；应用
引言
就目前对矿山资源的开采工作而言，在对其进行动工之前有必要对其开展一次全方位的矿山扫描以及测绘，这样不但会获取到矿山的详细地质参数，还能保障其开采时的高效性以及提高开采进行时的质量，并且最为重要的是其能够加强矿山开采的科技化与专业化发展进程。以往的矿山测量或描绘都是采取比较传统的手工测绘技术，这种手工测绘技术不但在效率上比较低下，同时还无法保证其的准确性。伴随着近几年我国科学技术的不断发展，已经相继出现很多的前沿技术。
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在矿山治理中无人机倾斜摄影的具体应用
2.1测区概况
本文选用宝鸡市太白县鹦鸽镇鹦鸽村，鹦鸽村位于陕西省宝鸡市太白县，地形条件复杂，属于秦岭山脉，高山地形。测区交通不便，仅有眉太公路经过，气候四季分明，本次测区南北长500米，东西长400米。鹦鸽镇鹦鸽村露天采石场见图1：
图1采石场
3.2目标确认和空域申请
在进行无人机航空摄影的前期，应该根据具体的目标任务提前做好空域申请和飞行计划。飞行计划主要内容有：①测区概况：要了解测区的位置、地理环境及测区范田；②确定摄影比例尺和航高；③无人机起降的具体位置；④选择合适的摄影相机；⑤确定拍摄日期。为提高空域资源利用率，保障飞行安全，在无人机低空航拍前，应按有关规定申请试验区空域飞行许可。未取得飞行许可的，应当重新制定飞行计划、时间、范围，重新做好充分准备，再次向空域管理部门申请空域。
3.3航线技术设计
根据低空航空摄影规范的相应规定，航空摄影的技术参数必须设计成确保无人机在执行之前按照预定的轨道飞行。具体的技术参数包括多个方面：设定飞行高度，设定路线，设置像素覆盖等等。根据大操作区域的要求，根据地图的分辨率和地图的比例尺，比较表1中的数据，将该区域的地形景观条件组合起来。根据公式（1）计算航高。
式中：H为摄影航高：f为物镜镜头焦距：a为像元尺寸，GSD为航摄影像地面分辨率。在地面工作准备完成后，地面应在无风、无云、风量小的天气条件下，由配备航拍相机的低空无人机拍摄。地勤人员对通过传输获取的数据进行核对，对重叠不足、照片丢失、重点区域及时补拍。经数据检查完整合格后，无人机结束飞行任务，对其进行回收。
表1 测图比例尺对应地面分辨率
3.4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V30RTK，利用GPSRTK测量方式测量检点的大地坐标。
结束语
综上所述，伴随着我国经济水平以及现代化科学技术的快速发展，人们对现有资源的使用情况也在不断的提高，这将会给以往的矿山开采工作提出额外的要求。在矿山进行开采的前期，对矿山的测绘占有很重要的比例，以往的人工测绘普遍存在效率较低以及无法保障准确的提供数据信息的缺点。在经过无人机倾斜摄影技术的使用以来，在很大程度上减少了人力与物力的投入，同时大大提升测绘的专业性以及其的准确性，有效的降低了成本的投入。所以，加强无人机倾斜摄影技术的发展，将会在很大程度上促进我国能源的开发利用，还能为以后矿山的开采工作提供良好的基础与帮助.
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论文作者:王树明,吕红锁
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/11
标签：无人机论文; 矿山论文; 测量论文; 空域论文; 数据论文; 位置论文; 航拍论文; 《基层建设》2019年第23期论文;