張 軍，高潔純

（江西省煤田地質(zhì)局測繪大隊，江西 南昌 330001）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對于礦山工程的開采工作也受到了極大程度的重視。眾所周知，礦山工程是實現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展必不可少的重要之撐，開采過程的順利程度關(guān)乎整個工程的經(jīng)濟(jì)效益。因此，在礦山開采的過程中，必須加強環(huán)境監(jiān)測，結(jié)合現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，努力實現(xiàn)精準(zhǔn)地質(zhì)定位、高度信息采集、全面開采礦山。鑒于此，本文將以無人機(jī)三維傾斜攝影技術(shù)在礦山監(jiān)測中的應(yīng)用為主要研究對象，以提高該項技術(shù)在礦山工程中的利用價值。

1 概述無人機(jī)三維攝影技術(shù)的基本內(nèi)容

無人機(jī)通常指的是無人駕駛的、具有自動駕駛能力的飛機(jī)或其他飛行器，其利用無線遙感設(shè)備進(jìn)行控制，逐步實現(xiàn)對相關(guān)區(qū)域的觀測和信息采集，并將采集的信息及時傳回地面接收設(shè)備，再結(jié)合一定的數(shù)據(jù)處理進(jìn)行信息的確認(rèn)和篩選，進(jìn)而實現(xiàn)全方位的、空間上的地質(zhì)地形等的信息采集[1]。因此，無人機(jī)具備了靈活、輕便、經(jīng)濟(jì)效益高、造價成本低、可利用條件好等多種優(yōu)勢，實現(xiàn)了在航拍、礦山、地質(zhì)地形、農(nóng)業(yè)、河流、災(zāi)害區(qū)域、野生動物區(qū)、雨林區(qū)及傳染病的監(jiān)控方面的高效利用。

在無人機(jī)的系統(tǒng)組成方面，通常包括了：①飛行平臺，主要負(fù)責(zé)飛行及相關(guān)數(shù)據(jù)信息的觀測、采集和監(jiān)控；②控制系統(tǒng)，通常以遙感技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合飛行控制技術(shù)和設(shè)備管理技術(shù)，在自駕、定位等的配合下，實現(xiàn)無人機(jī)的整體控制；③攝影傳感系統(tǒng)，主要是一種攝影傳感器，在無人機(jī)的飛行過程中，通過對快門進(jìn)行定點曝光控制，對焦固定和相機(jī)鎖定等技術(shù)來實現(xiàn)三維的地面信息攝影；④地面接收系統(tǒng)，主要用于接收飛行器采集到的信息，并對其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分類、歸納，進(jìn)而得出所觀測區(qū)域的具體信息，保障整個過程的信息準(zhǔn)確、真實、可靠。

斜攝影技術(shù)是在高新技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展而來的新型攝影測量技術(shù)，其在垂直角度、四個傾斜角度等方位都能實現(xiàn)同步的信息采集，尤其是在建筑物的觀測過程中，極大程度的增加了觀測數(shù)據(jù)的真實性、客觀性、可靠性[2]。無人機(jī)三維傾斜攝影工作示意圖如圖1。

圖1 無人機(jī)三維傾斜攝影工作示意圖

鑒于以上情況，市場上流通的無人機(jī)在礦山工程的觀測過程中基本具備了以下幾種優(yōu)勢：①能夠?qū)崿F(xiàn)全方位、全過程的實時監(jiān)控，保障了整個礦山工程開采的安全性；②能夠?qū)崿F(xiàn)垂直、傾斜等多個觀測角度的信息采集，能準(zhǔn)確的反應(yīng)所測區(qū)域的具體情況；③能夠保障觀測區(qū)域的信息真實性、清晰性，紋理的可觀測性，數(shù)據(jù)的可信賴性；④能夠?qū)崿F(xiàn)傾斜攝影影像中的單張影像的量測；⑤觀測數(shù)據(jù)的量小，傳輸過程簡單，有助于數(shù)據(jù)共享[3]。

2 無人機(jī)三維傾斜攝影技術(shù)在礦山監(jiān)測中的應(yīng)用分析

2.1 工作流程

在礦山工程的實地監(jiān)測過程中，無人機(jī)三維傾斜攝影技術(shù)的主要工作流程如下：①前期地形地質(zhì)情況調(diào)研準(zhǔn)備。充分的前期信息調(diào)研工作是礦山環(huán)境監(jiān)測的重點工作，調(diào)研信息的全面、準(zhǔn)確程度將極大程度的減小觀測過程的難度，提高觀測質(zhì)量和效率；②觀測航線的設(shè)計與確認(rèn)。觀測航線的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系著整個礦山工程開采的進(jìn)度，因此，必須保障觀測航線能夠避開地質(zhì)地形極度復(fù)雜的區(qū)域，減小因氣候條件的變化等對攝影效果產(chǎn)生干擾，進(jìn)而增大觀測區(qū)域的清晰度、準(zhǔn)確度和分辨率；③實際航拍過程。在實際的航拍過程中，分別從垂直角度、四個傾斜角度來實現(xiàn)觀測區(qū)域的多方位信息拍攝，同時記錄無人機(jī)的具體航行參數(shù)（高度、速度、方位及坐標(biāo)等），結(jié)合數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行信息處理和分析，準(zhǔn)確嵌入礦山工程地理地質(zhì)信息和攝影信息，保障礦山工程的觀測信息的準(zhǔn)確，提高礦山工程的安全性能；④系統(tǒng)信息處理。針對飛行設(shè)備采集到的礦山信息，結(jié)合相應(yīng)的技術(shù)軟件進(jìn)行地理信息的處理，進(jìn)而建立立體模型、三維模型和實景模式，真實還原觀測區(qū)域信息；⑤觀測結(jié)果信息確認(rèn)及評估。結(jié)合觀測結(jié)果，對比礦山實景現(xiàn)場，充分檢查信息還原程度，切實保障觀測結(jié)果的高分辨率、高準(zhǔn)確度、高可信性。

2.2 礦山開采區(qū)域?qū)崟r監(jiān)測

通常情況下，無人機(jī)是在露天情況下對礦山工程的開采情況進(jìn)行實時監(jiān)測。因此，在實際的監(jiān)測過程中，無人機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，真實的反應(yīng)礦山的開采情況。在真實投影圖像中，其數(shù)據(jù)結(jié)果能直接體現(xiàn)礦山工程的開采區(qū)域和實際地形地貌，而高分辨力的三維現(xiàn)實數(shù)據(jù)模型能充分的體現(xiàn)礦山的真實情況，并將開采的進(jìn)度及步驟準(zhǔn)確的反應(yīng)到觀測影響中，極大程度的降低了工程監(jiān)管人員的工作力度和礦山項目測量工作人員的工作強度，大大的提高了工程項目效率，降低了人力資源的大量消耗，提高了工程項目經(jīng)濟(jì)效益和工程安全保障，促進(jìn)了礦山開采工作和諧、穩(wěn)定的進(jìn)行。

2.3 應(yīng)用成果分析

在礦山工程的開采監(jiān)測工作中，無人機(jī)三維傾斜攝影記得胡的應(yīng)用成果有：①高分辨率的DOM數(shù)據(jù)的獲取，高分辨率的三維傾斜立體數(shù)據(jù)模型的建立，實現(xiàn)了整個礦山工程觀測區(qū)域的實時監(jiān)測，保障了整個工程的安全開展；②實現(xiàn)了傾斜立體模型的多方位測量，土方量的實際測量，提高了礦山觀測區(qū)域的直觀性、準(zhǔn)確性、及時性和有效性；③真實反映礦山工程開采情況，提高了現(xiàn)場管控效率，降低了人力消耗，保障了開采的生產(chǎn)調(diào)度，工程進(jìn)度、以及各項輔助工程（排水疏干工程、環(huán)境保護(hù)工程等）的開展的高效、高質(zhì)和高量。

3 結(jié)語

無人機(jī)三維傾斜攝影技術(shù)作為現(xiàn)代化的測繪技術(shù)，其不僅涵蓋了信息化、數(shù)字化的技術(shù)能力，還在極大程度上提升了經(jīng)濟(jì)適用性、測繪高效性、數(shù)據(jù)真實性、測量有效性等方面的能力，同時結(jié)合其在垂直方向和四個傾斜角度上的測量優(yōu)勢，以及真實還原地質(zhì)地形的特點，將大大提升該技術(shù)的應(yīng)用市場，將繼續(xù)推動該技術(shù)的發(fā)展。