摘要：本篇对无人机三维倾斜摄影技术进行了简单介绍，探究无人机倾斜摄影技术的测绘方式，并分析了无人机三维倾斜摄影技术在露天矿山监测中的应用，最后分析了其中存在的问题并提出了相关措施。
关键词：无人机三维倾斜摄影技术；露天矿山监测
前言：传统的测量矿山地形的方式收到了无人机倾斜摄影技术的冲击，立体的矿山地形影像数据通过无人机多镜头摄影可清晰地展现在我们眼前，无人机摄影生成自动的三维立体矿山数据，使得地理信息的提取、处理和运用都更加便捷。无人机倾斜摄影因其丰富的信息量、直观的影像信息、三维立体模型而受到欢迎。在测量矿山地形时，无人机的高效工作率、较低的成本以及精准直接的数据都将提高测量矿山地形工作的效率。
1 无人机倾斜摄影测量概述
1.1 倾斜摄影技术
近年来，斜摄影是在高新技术领域发展起来的摄影测量技术，通过技术从垂直和四个角度倾斜五个不同的同步采集图像的角度，在建筑的顶部和高分辨率的纹理方面变得丰富。它不仅能准确地反映地面物体的情况，而且能高精度地获取物体的纹理信息。它还可以通过先进的定位、融合、建模和其他技术来生成真实的3d模型。
1.2 无人机倾斜摄影测量系统组成
1.2.1 自驾及惯导系统
航飞自驾及惯导系统，简称飞控。主要包括，陀螺仪，加速计，地磁感应，GPS模块及控制电路，主要功能就是自动感知无人机飞行姿态，控制飞行路线。
1.2.2 倾针摄影相机
倾斜摄影相机通常由一个垂直和四个倾斜五个不同的视角高像素面阵数码相机组成，以一定角度安装在云台上。斜置摄像头包括一个较低的摄像头、一个前视摄像头、一个后视摄像头、一个左摄像头和一个右摄像头，摄像头是垂直的，前置摄像头、后置摄像头、左摄像头和右摄像头都是倾斜的。用于获取地物侧面纹理影像，倾斜角度在15。-45。之间。
1.2.3 云台
云台是安装、固定摄像机的支撑设备，可以减少飞行过程中由于无人机飞行姿态对相机拍摄角度影响。
1.2.4 地面控制系统
地面控制系统，通常包括电脑、信号传输系统和手动控制系统。
1.2.5 其他设备
包括发射架，车辆，降落系统等。
2 无人机倾斜摄影技术的测绘方式
无人机倾斜摄影技术具有先进水平，能够提将信息的展示更加直观与准确，在测绘矿山的地形时可以从多个角度进行观察，将矿山的地形情况更加真实地反映出来，并且能够大大节省人力物力以及财力，将地质地形更加全面，更加完整地展示出来。对于地形的测绘传统方式正射影像当中所存在的不足通过无人机能够进行弥补，取代原本传统方式的测绘方式。无人机能够对于矿山的高度长度及各种信息直接在影像当中进行测量，将无人机的摄影技术的优势充分发挥出来，进行大规模的高空拍摄，并将矿山地质纹理用立体模型的方式展示出来，展示出有关的数据。
2.1 前期考察调研
在无人机航拍的拍摄开始之前，首先要对矿山拍摄的范围进行确定，对摄影影像的分辨率进行确定与调整，为了避免出现意外的情况，适当对拍摄范围扩大一些叹。
2.2 拍摄航线的确定
将前期调研所得到的各种数据与信息都进行统一的整合并对其进行研究，并将这些得到的信息以数据的方式呈现出来，并且搭配无人机的控制软件，调整好分辨率，并且将航拍的高度画面的各种参数都加入到当中去，将航拍的路线规划好。
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2.3 内外业的航拍与处理阶段
在飞行的平台上搭配倾斜角度与垂直角度的传感器，并且在进行无人机倾斜技术拍摄的同时要将矿山的相关的各种数据都做好相应的记录并统一进行分析与整理。例如航拍的方向、拍摄的角度以及画面等信息。在对于矿山地质的无人机倾斜摄影摄像技术都结束之后，要由专业的工作人员通过一些系统软件对拍摄信息来进行处理与分析，最终得到一个三维立体的模型图像。无人机的倾斜摄影技术不但可以将拍摄地的现场情况实时传给工作人员，还能够展示出矿山的地理位置，显示更多的有关数据，从而获取完整的矿山地形。
2.4 对测量结果进行评价
对于矿山地形的测量结果的评定，取决于检查点的结果是否精准。因此，对于矿山地形的测量结果。都需要通过检查点来进行严格的检测，检测项目的合格程度与完成程度，对矿山地形的拍摄画面当中有没有明显的拼接痕迹都要进行详细的检查，确保摄影资料的准确度。
3 无人机倾斜摄影测量在露天矿山监测中的应用
通过无人机倾斜摄影测量可以同时获得高分辨率的真正射影像（TDOM）和三维实景模型，管理者可以清晰直观地观察露天矿开采情况，制定相应的管理措施。
3.1 开采范围监测
矿区的监测主要集中在露天矿坑的采矿区和是否超过矿区。在无人机倾斜测量中，可以得到高分辨率的真实投影图像（（TDOM）数据和高分辨率的三维现实模型数据。在TDOM取得的成果中，可以通过开采露天矿边界线的开采，直接看到项目区域和地形的整个范围，以及采矿权证书矿区的拐点坐标的附件叠加比较，确定是否跨境开采，如果越界，可在软件中对越界部分进行平面量测，量算出越界开采面积等数据，为矿山开采范围监管提供证据。目前，无人机测量平面精度可达厘米级，大大提高了矿区监测精度。
3.2 动态储量监测
一是在本文采用三维扫描软件对软件中的垂直三维模型进行了测量,并进行了计算。在三维模型上进行倾斜测量，对矿山开采过程进行动态监测，为露天矿的管理提供直观、准确、及时、有效的数据支持。
二是可根据两次无人机倾斜摄影测量得到的露天矿山DEM数据，在GIS软件中，利用网格区域的统计工具来计算不同的参数。对露天矿山动态储量进行监测。无人机倾斜摄影测量得到的DEM精度较高，点云密度较大，反映露天矿开采情况，计算精度较高，满足露天矿山动态储量监测的要求。
4 存在的问题与解决措施
无人机倾斜摄影技术后期数据影像匹配时，因倾斜影像的摄影比例尺不一致、分辨率差异、地物遮挡等因素导致获取的数据中含有较多的出入，严重影响后续影像空三精度。然而，利用倾斜摄影测量中包含了大量的冗余信息，进行数据的高精度匹配是提高倾斜摄影技术实用性的关键。
倾斜摄影测量所形成的三维模型在表达整体的同时，某些地方存在模型缺失或失真等问题。因此，为了三维模型的完整准确地表达需要进行局部区域的补测，常用方法是人工相机拍照或者使用车载近景摄影测量系统进行补测。
随着科技的发展，无人机作为倾斜摄影测量实用的载体，为了增加其便携性和灵活性以及续航能力，科技人员正在研制体积小长续航的电池。倾斜摄影测量技术将逐渐成熟，对成果的质量要求会越来越高，选择高分辨率、高曝光次数的相机、规划设计合理的航线与航高对确保成果质量至关重要。
结语：本文研究了无人机三维倾斜摄影技术在露天矿山监测中的运用，基于对无人机三维倾斜摄影在露天矿山监测中的研究，从而提出无人机三维倾斜摄影技术在露天矿山监测时存在的问题与解决措施。希望本文的研究能够为无人机三维倾斜摄影技术在露天矿山监测方面的运用提供思路。
参考文献：
[1]张玉侠.无人机三维倾斜摄影技术在露天矿山监测中的实践与探索[J].测绘通报，2017，（增刊）.
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[3]顾广杰等.无人机倾斜摄影测量技术在应急测绘保障中的应用[J].测绘通报，2017，（增刊）.
[4]张敏峡等.基于无人机低空摄影测量技术的露天矿山开采监测研究[J].世界有色金属，2016（9）.
论文作者:冯刚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/2
标签：无人机论文; 矿山论文; 测量论文; 露天论文; 地形论文; 摄影技术论文; 数据论文; 《基层建设》2018年第29期论文;