无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用

张素杰 李瑞 李小虎 张世豪

（北京科技大学天津学院 天津市 301830）

在进行矿山开采以及建设的过程中是离不开对矿山的测绘，这是重要的信息来源方式，同时在进行矿山测绘过程能有效地反应出矿山的信息，提高资源开采的效率，保证企业的效益提供了建设的保证基础，为此，矿山测绘的对于矿山建设中发挥着无可替代的作用。相比较以往的矿山测绘技术而言，无人机矿山测绘的形式其耗时短，周期短，对于信息反馈真实，能大大提高测绘的质量。随着卫星定位的技术、人工智能的技术以及移动通讯技术的不断发展，在进行矿山绘制大比例尺地形图的时，正在逐步引入倾斜摄影测量技术。

1 无人机倾斜摄影技术概述

无人机摄影技术是在无人机上安装以及搭载多个传感器的方式，可以从多个角度来进行区域拍摄和测量。在无人机的技术不断发展过程中，其倾斜摄影技能也被运用到多个领域。倾斜摄影技术，也就是在多个角度来提供更高分辨率的影像技术信息，从而能建立起三维模式的数字模型，在进行城市建设、山地测绘发挥着重要的作用，并且与传统垂直摄影技术比较，通过无人机倾斜摄影在进行测图工作过程中可以不再佩戴立体观测眼镜。对于工作人员而言有方便快捷。当无人机在使用倾斜摄影进行测量的过程是通过将各个摄影点进行前视、后视、右视、左视以垂直等五个角度进行测量，如此就能有效生成一个三维实景模型，通过分析整理、计算就能很快得到地理位置、地势情况以及纵横断面等各方面地域特征。然而在以往的测量方式和方法，仅仅将各摄站点中心投影影像进行整合处理，由此生成正射的影像，但是如何有效分析出地物具体情况还是非常有限的。两者进行比较，无人机倾斜摄影测量可以有效生成正射影像，同时还能对于多个比例尺进行测制，建立事物三维图像，对于地物有一个全面的展示，还可以计算出地物的纵横断面，为方便研究地物的全方位打下坚实的基础，更好地发挥其测量作用。

2 无人机倾斜角度摄影的原理以及运用优势

2.1 无人机倾斜角度摄影的原理分析

无人机倾斜摄影技术是在无人机上面，来进行安装多台数码相机，那么相机则可以从多个角度来进行收集具有高分辨率的图像，这种技术是建立在五镜头倾斜摄影系统权利进行处理，同时也所采集的数据以及像控点的数据有机地结合起来，在根据数据计算和相关软件得到数字表面的模型以及三维正射模型。

2.2 无人机倾斜摄影优势运用

2.2.1 获取多角度的信息

在传统的摄影技术条件下，只能获取到垂直摄影一个角度摄影，因此，对于地物的其他角度的形状不甚了了解，那么在进行测算过程中单凭一方面的图形是很难对地物进行全方面的了解。然而通过引入无人机倾斜摄影，有效解决这方面的问题，这种方式可以得目标的各个侧面信息，在通过综合分析的方式，有效弥补了传统垂直摄影的缺失。在多个角度获取到的测绘图形，那么就能利用三维立体的计算模型进行搭建，更好地促进测量工作目标的实现，提高测绘信息的水平和质量。

2.2.2 对于待测的目标还原度高

在进行待测的目标还原过程中要坚持按照步骤进行，为后续项目的跟进有很好的指导价值。然而在传统的垂直摄影技术条件下只能获取单方面的地理信息，在进行还原工作存在很大的困难，然而通过运用到无人机倾斜摄影就能获取多方面的信息，对待测的目标物进行多角度、侧面角度等信息的收集，能更好地还原待测目标的工作。

2.2.3 待测目标成像就会更清晰

在无人机倾斜摄影过程中，由于其具有摄影的功能，因此要搭载多头摄像头，同时在进行拍摄过程中分辨率更高，那么对于目标地的各种纹路能更好地呈现反馈，与此同时，这对待测地的周围环境成像也是非常清晰的

3 无人机倾斜摄影技术的应用范围分析

3.1 堆体测量

在进行矿山、建筑物等工程建设过程中，是需要提前对目标地进行沙堆以及土堆等进行深度的测量。目前，我们一般在进行堆体测量的过程一般是使用GPS 以及全站仪等测量手段。那么在测量之前要进行航线的设定，在被测试区域能进行数据的检测，之后在信息系统中就会自动生成需要的三维模型等，从而更好地测量出目的地的体积和距离等，为工程建设提供更加精确的数据信息。

3.2 隧道、管道检测

在进行铁路、地铁等隧道检测过程中，以往的检测方式是需要工作人员进去到隧道内部进行人工排查的环节，这种方式，需要投入大量的人力和物力，并且耗费时间长，效率低下，同时又存在很大的安全风险，如此加大了检测工作的难度。然而在使用了无人机倾斜摄影技术可以有效采集的隧道信息精度比较高，同时对已经建成的三维模型方便进行查看，如此工程师在进行工作的过程中能将更多的精力投入到数据分析，同时也能有效对出现的问题进行解决。

3.3 高速公路测绘

在进行高速公路工程维护和改造的过程中，可以有效获取更多的有效图片，在传统的测绘形式中，所耗费的时间长，因此，在使用无人机倾斜摄影技术的过程中，既能保证测绘图形的有效性，同时降低在测绘过程所产生的成本，对于测绘所得的图片可以通过将GIS 应用程序与三维建模软件结合在一起，并精准评估实际工程量，利于工程建设的顺利进行。

4 无人机倾斜摄影技术的矿山测绘方式

跟传统的摄影技术比较，在进行矿山测绘的过程使用无人机倾斜摄影技术其含金量是比较高的，对于信息进行处理速度是非常快的。与此同时，由于摄影角度与范围之间有很大差距，在进行矿山测绘的过程中，要坚持从多个角度来对矿山的地貌进行还原，并且能够在很大程度上减少人力和物力的投资。

4.1 矿山测绘工作前期的考察工作

通过无人机进行矿山实地测绘的过程中，那么工作人员应该对矿山进行矿山的范围有一个初步的确定，当使用无人机来进行试拍期间能对拍摄分辨率进行调整，从而使无人机能达到最好的效果。在此之外，为了能有效避免由于无人机在测绘过程获取信息不够全，导致矿山后期开采过程遇到问题，那么在一般情况下，在对矿山的拍摄的具体范围应该更大好多。

4.2 无人机航拍路线的规划

在获取到矿山的相关信息以后，那么就可以对所有的信息进行整理和分析，那么针对无人机控制权利可以加入分辨率更高的配件，在进行综合计算之后，应该全面考虑好航拍路线的规划[1]。

4.3 无人机航拍图像处理

在进行无人机的倾斜摄影技术进行矿山测绘时，对于工作人员而言应该结合多个角度的成像图形进行组合，并且能合理地调整各个拍摄的参数，在进行无人机进行倾斜拍摄时，要对信息进行整理和收集，，总的来说，在拍摄过程要注意到航拍的拍摄角度、航拍路线、所获取到的图形信息进行合理的归纳和整理。当无人机倾斜摄影技术完成了对矿山的测绘图形之后，则需要图像专业人员根据数据计算权利进行计算，并绘制制成三维模型方便后期进行矿山开采的时候提供参加[2]。

4.4 无人机拍摄结果进行分析评价

当无人机所拍摄的信息在完成获取之后，要及时将所测绘所得的结果进行分析和整理，尤其是测量结果的进行分析，对于测量所得的结果能进行判断，其评价能有效地对检测的结果进行评价。在借助了无人机拍摄的航拍的过程，可以对所需要的信息其合格以及完成度能进行筛选，那么等到了检测点的就要合理地将航拍结果进行还原，将数据资源使用配置运用到实处[3]。

5 无人机倾斜摄影技术在矿山测绘工程中的应用

5.1 无人机拍摄航线设计和规划

无人机在航拍的过程中可以通过多个角度进行，因此，在进行无人机的飞行角度、飞行高度以及镜头的距离可以事先进行调试，那么对于所获取的数据结果进行计算，就能大大提升数据的准确性，如此一来就能为航线设计的工作提供更为有效的帮助[4]。

5.2 地面观测

在矿山测绘的过程中，对于地面的观测是工作的重点之一。那么进行地面观测的重要过程是要考察地面状态以及地表面所存在的目标点，然而在传统的拍摄的方式只能了解到地面顶部的信息，然而对地面高度的数据是较难测量。由于倾斜摄影技术通过多角度拍摄，那么对地面的各个角度有一定的了解，加之多个角度来分析，就能有效分析和计算出高度信息。通过计算出的高度信息，测绘人员就能有效估算出不同高度的目标值，如此得出的结果最为准确，在很大程度上提升测绘分析的结果精确性[5]。

5.3 GPS布设

在进行无人机测绘过程中，对于测绘的工程中CPS 布设一个关键问题。只有合理化地提升GPS 布设工程，那么无人机所拍摄出的数据就能实现同步，大大提升工作的效率。在此之外，通过GPS 布设的相关工作完成之后，那么就需要对所接受的信息进行整理，那么其最终的目标在于能及时地接受无人机在进行测绘的数据。当信息进行接受工作过程，需要保证无人机的供电充足，然而，在传统的垂直摄影方式在进行所获取的信息是非常有效的，则会需要对目标点的更大面积进行拍摄，这在一定程度上会增加拍摄的时间。由于无人机在进行拍摄的过程是需要多角度进行拍摄，而且是次数比较多从而有效地缩短无人机在进行工作所需的时间，这可以有效提高无人机使用电量，同时也能扩大拍摄的范围，最终提升GPS在进行布设工作的效率[5]。

5.4 数据处理

当无人机进行摄影完成后，那么就需要对所拍摄的数据和信息进行处理，这能有效地提高工作的质量和效率。无人机倾斜摄影技术与传统的摄影技术进行比较可知，那么就可以从更多的角度分析所得的信息和数据，最终能提高数据处理的质量和效率。对于无人机搭载有倾斜摄影技术其带有预处理系统，对于预处理系统而言，在完成了拍摄任务以后，能对信息进行简单的处理，同时对于拍摄过程中无效的信息可以进行预先剔除，那么在很大程度上减少后期工作处理图片的难度系数，为后期工作开展提高速度和准确度[6]。

5.5 质量控制

无人机在进行拍摄的过程中是为了获取更多的信息，为此，对于数据的获取质量影响元素是非常多的，比如，拍摄的角度、拍摄的时间、拍摄的高度以及照片的质量等，然而，无人机要进行倾斜摄影时需要从不同角度进行摄影调整，如此就能确保测绘工程成相的质量。同时，根据预先所设计好的航拍路线，在很大程度上能保证拍摄摄影的质量，在所拍摄的影像不符合测绘的要求时，可以及时地进行补拍，从而减小测绘工程中的误差。

6 结语

总而言之，随着我国城市化进程的加快，现代化建设的步伐也在不断地加速中，人们对于资源的需求量也在提高，由此，这也在很大程度推动了矿山开采的进程。矿山测绘是建立在矿山开采的基础上，传统的人工测绘在使用过程中，其存在准确性和效率低下的缺点。而无人机倾斜摄影技术在这个基础上进行很大的改进，有效提升了拍摄图片的质量。因此，在资源需求不断增加的今天，无人机倾斜摄影技术将会得到进一步的发展和应用，从而推动我国矿山那测绘仪以及管理的数字化进程，为我国的经济又好又快发展做出贡献。