航空摄影测量在露天矿山的应用

柏玉超

摘要：航空摄影测量泛指在飞机上利用航摄仪器对地面进行连续的摄影取像，并结合地面有效控制点展开相应的测量、调绘，以此绘制出精准的地形图。随着航空摄影测量技术的不断使用与发展，在露天矿山中的应用更为频繁，通过无人机航空摄影测量、遥测遥控以及GPS定位等技术的融合运用下，促使露天矿山的各项探测工作得到了明显的效率提升。基于此，该文就以航空摄影测量技术为切入点，深入探讨在航空摄影测量技术在露天矿山中的具体应用。

关键词：航空摄影测量无人机摄影测量技术露天矿山测绘

中图分类号：P237文献标识码：A        文章编号：1672-3791（2021）11（c）-0000-00

Abstract： Aerial photogrammetry generally refers to the continuous photographing of the ground with aerial photography instruments on the aircraft， and the corresponding measurement and drawing based on the effective control points on the ground， so as to draw accurate topographic maps. With the continuous use and development of aerial photogrammetry technology， it has been applied more frequently in open pit mines. With the integration of uav aerial photogrammetry， telemetry and remote control， GPS positioning and other technologies， the efficiency of various detection work in open pit mines has been significantly improved. Based on this， this paper will take aerial photogrammetry technology as the starting point， in-depth discussion on the specific application of aerial photogrammetry technology in open-pit mine.

Key Words： Aerial photogrammetry; Uav photogrammetry technology; In open-pit mine; Surveying and mapping

近年来，随着航空摄影测量技术的不断发展与完善，尤其无人机技术、GPS定位技术、数码扫描技术等测量手段均得到了优质的发展，而这些技术包含在航空摄影测量技术中，这也促使航空摄影测量技术成为了各个行业领域中的重点应用技术，航空摄影测量技术不仅大大缩短了外业的作业时间，也显著提高了生产施工效率，在露天矿山中的应用效果更是取得了优质的成绩，不仅提高了露天矿山的作业效率，也在绝大程度上保障着露天矿山的施工作业安全。

1航空摄影测量的主要应用任务

航空摄影测量技术泛指借助无人机、直升机、固定翼飞机等飞行器，结合先进的定位技术与动态拍摄技术，通过对飞行器的操控在空中对整个区域进行扫描，并实现精细化的影像获取。而在近年来的发展下，为了提高航空摄影测量技术的应用灵活性，并控制成本，露天矿山在实际的工作中更多地会选择无人机航空摄影测量技术，这是由于无人机航空摄影测量技术不仅适用于高空远距离作业，即使是在低空领域也能够因为自身轻便小巧的体积而规避区域障碍获取精准的影像数据（如图1 无人机测量露天矿山概念图）。基于当前的市场发展形势，航空摄影测量技术主要可以划分为两种类型，第一是地形测量，第二是非地形测量。

在这之中，地形测量在航空摄影中占据着很大的比重，在露天矿山中的应用主要就是通过高空或低空区域展开整体地形地貌的扫描拍摄，以获取到更为精细化与高分辨率的影像数据，这样就能够便于露天矿山各项施工作业的安全稳定开展。在露天矿山工作领域中，航空摄影测量技术具有较强的优势，可以根据不同层级按照摄影的图像进行不同比例的分析，通过尺寸放大和缩小，将测绘地区的图像真实清晰的还原在计算机中，以便人们进行对照参考[1]。

2 航空摄影测量在露天矿山中的应用优势

2.1机动性灵活，测量效率高

在与传统测量技术的对比下，航空摄影测量技术主要借助无人机摄影技术与GPS定位系统等有机结合，以最大化优势提高其应用机动性，在功能与实际应用中更加灵活，测量效率较高。与传统的测量技术对比，航空摄影测量技术脱离了传统测量中来自地形、空间、时间方面的条件限制，极大降低了外业测量工作量与测量难度，测量的效率有了显著的提高，即使是在空间较为狭小的区域也能够采取低空摄影，并实现高效率的测量[2]。

2.2结合定位点，测量更精准

通过对航空摄影测量技术的应用，能夠让露天矿山的工作人员获取到高精度和高分辨率的数据。航空摄影测量技术借助轻便小巧的无人机，无人机数据经过空三加密，以测量少量的控制点，就能够精准无误地获取到高精度和高分辨率的DOM与DEM，并且这种精度与分辨率是无法相比的。

2.3分析能力高，数据更真实

当航空摄影测量技术应用在露天矿山的测量工作中时，能够获取到的动态数据具有较高的真实性，而且可以显著避免数据远程更改的漏洞现象。经由对各个项目测量数据的深度分析，能够及时而精准地掌握到矿山的整体作业活动，从而及时有效地探测到一些超量、无证、越界的违法开采行为，通过高效分析能力保障矿山作业不受损失[3]。

2.4动态监测强，天气影响小

通过对航空摄影测量技术的应用，对矿山整体展开综合的分析，可以实现对矿山储量的一个动态化高精度监测，并为相关管理部门提供稳定的技术与数据支持，有效保证矿山开采工作的安全稳定进行。

除此之外，航空攝影测量技术的实际的工作应用中，因为主要是以无人机拍摄为主，其体积与飞行高度并不会受到云层厚度等条件的影响，不管是在高空测量还是在低空测量中，都能够获取到清晰而精准的影像信息。

3  航空摄影测量在露天矿山中的具体应用

3.1矿区勘测规划设计与生产计划编制管理

随着航空摄影测量技术的不断完善，采用无人机摄影测量能够对露天矿山中潜在的大量安全隐患问题位置进行精准的定位测量，应用过程中的测量效率极高，并且对于资金成本的投入较少。在整个环节中，通过搭载单反相机的固定翼无人机，仅仅需要几个架次就能够精准无误地获取到露天矿山的整体地形地貌特征。随后，根据对所获得到的测量数据进行处理，能够得到基于二维基础上的三维图形，这样一来也能够为矿区环境调查及矿山整体规划设计等相关工作的顺利开展提供稳定的帮助与数据支撑服务[4]。

此外，航空摄影测量技术的应用能够实现对露天矿山的三维建模，以此掌握露天矿山的实景面貌，通过对地形地貌的呈现而展开实时数据更新，这也为现场施工管理工作提供了重要的支持。除此之外，在航空摄影测量技术的应用下，能够更为迅速地掌握矿山开采平台的主要位置及开采的主要区域，并精确露天矿场所有道路的空间分布情况，从而对重点区域进行分级测量，以此获取更为精准的数据。在航空摄影测量技术的协助下，能够对矿山施工现场的整体调度及管理工作进行细化分配，包括矿山的综合道路规划、开采作业计量管理等，以结合实际情况科学合理地贯彻生产计划，保障施工设施设备的合理应用。

3.2复杂地形工程计量与成图精度分析

采用航空摄影测量技术对露天矿山的复杂区域或者高危险区域位置展开精准的测量工作时，能够获取到完整、精准、高效的地形数据信息，从而成立特定区域的三维数字模型，在根据实际情况制定可行性的预防机制，保障施工技术与工艺的科学化融合应用，也显著降低了安全隐患可能发生的风险几率，保障矿山开采作业的顺利进行。

此外，航空摄影测量技术的应用能够在矿山整体地形面貌的测绘中以精度分析呈现出不同比例的地形成图，这也是应用航空摄影测量技术的一大优势。对于精度分析，在《煤矿测量规范》中，要求采掘工程平面图的比例尺寸是1000或者2000，排土场的片面图比例尺寸为1：1000/2000，工业广场平面图比例尺寸是1：500或者是1：1000;而高程精度方面相似，综合以上成图精度，摄影测量成图的精度要求会分为不同成图比例尺寸，以便于实际的工程计量参考或应用，航空摄影测量技术成图精度要求详见表1。

3.3矿区生态环境检测与闭坑管理

航空摄影测量技术在露天矿山开发的整个生命周期中，能够起到良好的应用效果，不但具有优质的安全性，并且效率极高。通过应用航空摄影测量技术对矿山及周边环境展开生态监测，可以及时发现周边存在的环境污染问题，针对问题迅速制订应对计划，这不仅促进了露天矿山日常的工作运行，也保护了周边生态环境[5]。

随着近年来的不断发展，我国对于节能环保及生态环境的可持续发展理念尤为重视，露天矿山周边的复垦复绿工程建设也成为人们关注的重点。因此，在航空摄影测量技术的支持下，借助无人机携带传感器设备与定位系统的配合，调查分析露天矿山周边的生态环境变化，合理分析并确定不同区域内的复绿范围和各类植被的生长情况，有效保障复垦复绿工程的顺畅进行，全面促进露天矿山的绿色生态环境建设保护。

3.4露天矿山整体安全监管

除了正常的矿山工作需求，航空摄影测量技术的应用还能够保障并监测矿山的安全。以无人机轻便小巧的优势，在功能方向上更主攻于监测的精细化程度，即使施工人员在不接触危险区域的情况下，也能够在最快的时间内获取到整体的地形地貌信息。比如：在高陡边坡及排土场出现局部开裂和滑坡坍塌时，通过远程的摄影测量就能够精准地获取到实际的测量数据，有效为后续的施工作业奠定一个安全稳定的基础[6]。

而且，通过应用航空摄影测量技术，也可以快速地了解到露天矿山采场及多个排土场之间的空间位置，包括各个位置之间的关系及堆积形态达范围变化，及时有效地对排土场四周的多项参数展开数据反馈，以便于排土场后续作业安全的稳定保障。在测量精准度的参照下，露天矿山的整体安全监管得到了保障，面对可以出现危险事故的区域及时做好防范预警。

4结语

综上所述，随着科技技术的不断发展，航空摄影测量技术也得到了进一步的优化，在多个领域中起到了优质的应用效果。当航空摄影测量技术应用在露天矿山中，能够更高效地提升露天矿山的监测精度及施工效果，在帮助露天矿山提高工作效率的同时也保障了施工安全。

参考文献

[1] 石宁卓.矿山监测中航空摄影测量数据的自动化处理方法研究[J].世界有色金属，2021（15）：21-22.

[2] 吴锋.矿山低空航空摄影测量中多源数据融合方法研究[J].世界有色金属，2021（13）：42-43.

[3] 邹江.低空无人机航空摄影技术在矿山地形图测绘中的应用分析[J].世界有色金属，2021（7）：30-31.

[4] 陈凤阁.基于无人机航测的煤矸石山治理BIM正向设计[J].煤炭工程，2020，52（12）：26-29.

[5] 王巍，花春亮，罗海军.无人机航测在变电站选址中的应用[J].测绘通报，2020（S1）：187-191.

[6] 韩芬.浅析无人机航测在复杂港区地形测绘中的应用[J].测绘与空间地理信息，2020，43（7）：181-183.