魏國武（1967.10-）男，本科，測繪系主任，遼寧丹東，本科，副教授，遼寧地質(zhì)工程職業(yè)學院，遼寧丹東，118303，研究方向：工程測量。

摘要：隨著技術發(fā)展水平的提升，航空攝影測量技術在礦山地形測量中也得到更為廣泛地應用，并展現(xiàn)出重要的應用價值?；诖?，本文對航空攝影測量技術原理與優(yōu)勢展開分析，并討論其在數(shù)據(jù)處理與質(zhì)檢分析、提升測量精度、地面測量控制、像控點測量等場景下的具體應用效果。

關鍵詞：航空攝影測量;礦山;地形;測量

引言：近年來，智能化、數(shù)字化技術的發(fā)展使礦山地形測量面臨著全新的發(fā)展與變革，相較于以往的測量方式，航空攝影測量具備速度快、效率高、精度強等優(yōu)勢，因此也在地質(zhì)災害預警、地形圖測繪及相關數(shù)據(jù)分析中得到有效應用。

一、航空攝影測量技術原理與優(yōu)勢

1.原理

航空攝影測量技術在應用過程中以高空作業(yè)為最基本平臺，并通過機載來實現(xiàn)設備的遠程遙控。在無人機工作的時候還會輔以光學式攝像機、紅外線掃描儀等設備，從而提升數(shù)據(jù)信息獲取的完整性與準確性。在完成數(shù)據(jù)獲取以后，還可以通過各類測繪軟件進行分析，以滿足不同的測量要求。

2.優(yōu)勢

航空攝影測量技術的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，顯著減少了設備運輸、操作方面的成本，同時降低了外業(yè)人員的勞動強度;第二，相關技術的應用可以提升數(shù)據(jù)分析采集的精確度，更加真實地還原地形情況;第三，受到外界因素的影響較小，具有較強的機動性與靈活性[1]。

二、航空攝影測量在礦山地形測量中的應用

1.數(shù)據(jù)處理與質(zhì)檢分析

航空攝影測量在數(shù)據(jù)處理和質(zhì)檢中的應用主要體現(xiàn)在對于數(shù)據(jù)獲取的實時修正以及綜合控制上。第一，通過該技術進行測量可以對得到的數(shù)據(jù)進行加密，保證數(shù)據(jù)的安全性;第二，以平差計算原則為基礎借助有關算法可以對局域網(wǎng)數(shù)據(jù)展開進一步分析，提升數(shù)據(jù)質(zhì)檢水平;第三，在完成數(shù)據(jù)采集后還可以生成三維模型對數(shù)據(jù)進行過濾與校正，有效開展數(shù)據(jù)的實時控制;第四，測量過程中還可以設計精度坐標確保其可以實現(xiàn)1：1000擬合，降低誤差概率。

2.提升測量精度

結合以往的測量技術來看，在進行數(shù)據(jù)獲取的過程中往往會受到自然環(huán)境等外界因素的影響，從而降低數(shù)據(jù)精度。而航空攝影測量可以最大限度地規(guī)避自然條件影響，并通過三角矯正法解決測量盲區(qū)帶來的問題。與此同時，航空攝影測量還可以滿足多次補攝需求，避免了因影像虛化而產(chǎn)生的誤差，實現(xiàn)數(shù)據(jù)精度的顯著提升。

3.地面測量控制

無人機進行攝影測量時存在的攝影死角問題會在一定程度上影響數(shù)據(jù)獲取，因此在測量之前可以設置地面控制儀，通過地面無人機雙向測量來提升數(shù)據(jù)精度。在設置地面控制儀之前需要布設相應的監(jiān)控點，提升對地形變化的適應能力。在此過程中，應根據(jù)地形的具體變化情況調(diào)整測量密度，監(jiān)控地點應盡可能布置在山體地形等自然地形變化較小的位置上，杜絕監(jiān)控死角進而實現(xiàn)全方位測量。值得注意的是，相關人員還需要在測量區(qū)域外也進行監(jiān)控點布設，中間的邊界控制基點一般在邊緣輪廓航線以內(nèi)，且邊界航線兩側的監(jiān)控點半徑應控制在基準點范圍內(nèi)，從而實現(xiàn)對地形的整體控制。

4.像控點測量及空三加密

像控點測量很大程度上影響了礦山測量制圖精度，通常在進行數(shù)據(jù)采集的過程中，可以借助CORS結合RTK來完成相控點數(shù)據(jù)的采集。與此同時，在對參考站數(shù)據(jù)進行測算的時候應選用應用性能強的GPS設備來提升定位精度，進而提升后續(xù)坐標參數(shù)轉(zhuǎn)換工作的精確性。而空三加密就是空中三角測量通過少量控制點對平面坐標和高程數(shù)值等的計算，同時需要經(jīng)過三次加密來對圖像質(zhì)量進行校正[2]。其中，在控制自由網(wǎng)平差工作的時候，需要進行粗差精度分析，并將誤差控制在半像素值以內(nèi);而開展聯(lián)合平差有關工作則需要導入外業(yè)像控點數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)對后續(xù)模型平面和高程誤差的有效控制，使其可以更好地滿足精度要求。

（一）DIG、DOM生成制作

在完成空三加密之后以相關測量數(shù)據(jù)為基礎完成礦區(qū)立體模型的構建，并通過PixelFactory等軟件完成數(shù)字線劃圖的繪制。完成之后需要對其中的地形地貌類別進行內(nèi)業(yè)判讀繪制，而對無法完成的部分則需要進一步開展外業(yè)調(diào)繪和補測工作，從而保證數(shù)據(jù)精度的提升。除此以外，還可以借助數(shù)字微分糾正法配合精度較高的數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）完成數(shù)字正射影像圖的制作，注重對數(shù)據(jù)以及色彩的調(diào)整，提升拼接線對礦山地形圖的適應性，避免因影像錯位、色彩不均等問題而降低測量質(zhì)量。下圖為通過航空攝影測量拍攝的DOM正射影像圖。

三、航空攝影測量應用案例分析

1.區(qū)域概況

本文以某礦區(qū)為例，整體航攝面積約為1KM2，南北長約1KM，東西長約0.9KM。其中最高海拔為1532米，最低海拔為1399米，其整體環(huán)境適合無人機測量作業(yè)。本次航測作業(yè)采用的是飛馬D200無人機航攝系統(tǒng)。

2.測量實施

結合航攝區(qū)域數(shù)據(jù)以及相關參數(shù)來看，整體測區(qū)面積較小，加上地形良好，有助于獲取高精度的測量數(shù)據(jù)。同時，飛馬D200無人機航攝系統(tǒng)攜帶高精度IMU慣導系統(tǒng)，進而也可以提升POS數(shù)據(jù)精度。整體測量區(qū)域內(nèi)布設2個檢查點、10個像控點，航攝基準面為1463m，航向重疊80%，地面平均分辨率為6.5cm。與此同時，在測區(qū)內(nèi)還采用網(wǎng)絡RTK采集相控點坐標數(shù)據(jù)，確?？梢詫⑵矫孀鴺朔至枯^差與垂直坐標分量較差控制在2cm、3cm以內(nèi)。

3.數(shù)據(jù)處理

結合空三加密測算結果來看，檢查點的平面殘差與高程殘差分別是4.25cm與2.1cm，進而有效滿足《低空數(shù)字攝影測量規(guī)范 CH/Z 3003-2010》中的相關規(guī)定。隨后，還需要借助三維EPS成圖軟件對地形線劃圖進行矢量化處理，完成之后再進行修改整飾工作，完成測區(qū)1：1000數(shù)字正射影像圖繪制。值得注意的是，為了保證航測數(shù)據(jù)的精確度和準確性，必須根據(jù)礦山地區(qū)的實際情況與具體等級制定合理的處理方案。

四、結語

綜上所述，航空攝影測量技術對礦山地形測量中展現(xiàn)出十分突出的應用價值，其可以有效應用到數(shù)據(jù)處理與質(zhì)檢分析、提升測量精度、地面測量控制以及像控點測量及空三加密等多種場景下。同時，相關技術的應用還可以提高測量效率、減少人工成本，因此在后續(xù)測量工作中有必要加強對相關技術的應用與研究。

參考文獻：

[1]龍凌媛.無人機航空攝影測量技術在礦山測量中的應用研究[J].無線互聯(lián)科技，2020，17（18）：11-12.

[2]任本偉，彭占山.無人機航空攝影測量技術在礦區(qū)地形測量中的應用研究[J].測繪與空間地理信息，2021，44（04）：202-203+207.