謝 佳

（九江市測繪地理信息有限公司，江西 九江 332000）

在現(xiàn)有的礦山生態(tài)治理過程中，我們要做好土地損毀、水土流失、植被破壞等問題的探究工作。露天礦山開采形成了較為復(fù)雜的地形條件，尤其是破碎的邊坡、危巖存在滑坡、泥石流等隱患，技術(shù)人員在進行地質(zhì)勘探中，無法近距離地進行測量，這時可以應(yīng)用無人機傾斜攝影技術(shù)對高危地區(qū)進行探測。無人機傾斜攝影，具有較高的分辨率，能夠進行數(shù)據(jù)的實時傳輸、續(xù)航時間長、成本低，不容易受到覆蓋區(qū)域的影響。無人機傾斜攝影技術(shù)成功地應(yīng)用在地質(zhì)環(huán)境調(diào)查測量、應(yīng)急救援等過程中，不僅能夠提高人員的工作效率，而且能對地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境進行分析，作為礦山生態(tài)治理的有效手段。對于現(xiàn)階段的礦山資源開采來說，可以在開采的全過程實施。無人機傾斜攝影技術(shù)能對礦山進行全方位的掃描和測繪，能夠幫助技術(shù)人員獲得礦山的詳細地質(zhì)參數(shù)，確保在開采過程中高效進行。其中最為重要的是能夠通過該技術(shù)加快礦山開采的科技化和專業(yè)化進程，改變傳統(tǒng)手工操作的方式，在提高工作效率的同時，保證數(shù)據(jù)的精準性。

1 無人機傾斜攝影概述

在傳統(tǒng)的礦山生態(tài)治理過程中，技術(shù)人員需要對每個渣坡進行詳細的描述還要根據(jù)周圍的地形圈定地質(zhì)單元。此種方法，在操作過程中時間長，容易受到地形的影響，也容易發(fā)生滑坡等。隨著無人機傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上建立三維模型，能夠有效地對地理信息進行可視化的描述。方便人員進行規(guī)劃設(shè)計，也可以通過EPS三維軟件交互功能有效地記錄目標區(qū)域的地質(zhì)數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)能夠有效地繪制高精度的地面地形圖。無人機傾斜攝影技術(shù)是在最近幾年逐步研發(fā)的，在無人機攝影技術(shù)的基礎(chǔ)上使用多個維度進行測量，在應(yīng)用過程中能夠進行數(shù)據(jù)信息的獲取、實現(xiàn)圖像匹配、GPS定位。也可以應(yīng)用在公路修建、礦產(chǎn)資源開采等各個領(lǐng)域，該技術(shù)的范圍廣，信息處理效率速度快，能有效地提高礦山環(huán)境調(diào)查的精度和效率[1]。

值得注意的是，在礦山生態(tài)治理過程中，我們還要充分發(fā)揮無人機傾斜攝影技術(shù)在三維建模中的作用，該技術(shù)已經(jīng)逐步成為測繪過程中的一種新型測量技術(shù)。無人機傾斜攝影技術(shù)在應(yīng)用過程中，主要是通過飛行臺搭載多個傳感器進行測量，能夠站在多角度進行地形測繪，形成更加精準的地形圖，完成測量以后，還需要做好測量地點坐標的檢查，生成三維模型，這樣才能夠提高地形圖的精準性。在操作時要嚴格地按照航空攝影規(guī)范要求，提高航測軟件的應(yīng)急處理能力。實際上對無人機傾斜攝影技術(shù)的研究，能有效地促進該成果的應(yīng)用發(fā)展，更好地為區(qū)域發(fā)展做貢獻[2]。

2 無人機傾斜攝影在礦山生態(tài)治理上的流程

該技術(shù)在使用過程中需要結(jié)合計算機信息技術(shù)進行后期的三維建模，在飛行平臺上安裝感應(yīng)器，直觀地反映被測對象。無人機傾斜攝影平臺、控制系統(tǒng)、以及地面監(jiān)控系統(tǒng)是無人機傾斜攝影技術(shù)的3個重要組成部分[3]。

該技術(shù)在礦山生態(tài)治理過程中，第一，需要做好像控點的布設(shè)。主要是進行像控點坐標的確立，常見的是由GPS-RTK測定。第二，做好數(shù)據(jù)的收集工作。該技術(shù)在應(yīng)用時，離不開固定翼無人機或者是大型的多旋翼無人機，這樣才能夠提高信息數(shù)據(jù)的獲取率。該技術(shù)在使用過程中它的分辨率和礦山生態(tài)環(huán)境治理的精準程度有著緊密的聯(lián)系。第三，需要進行數(shù)據(jù)處理。三維實景建模軟件完成以后，還需要進行三維實景模型的確立，掌握區(qū)域的地貌以及周圍的環(huán)境污染等情況。第四，測繪成果地表達。主要有數(shù)字正射像、數(shù)字高程模型DEM。與此同時，為了確保礦山生態(tài)治理的精準效果，在實景模型確立完成后，要借助計算機信息系統(tǒng)生成精準度較高的測繪成果。第五，借助遙感解譯工作，融入GIS軟件系統(tǒng)進行地質(zhì)地貌的探究工作，能夠進行三維實景模型的體積面積計算[3]。

3 無人機傾斜攝影在礦山生態(tài)治理上的應(yīng)用

3.1 核實地形圖

現(xiàn)階段在礦山生態(tài)治理過程中，我們需要如實地反映目標區(qū)域的地形圖。實際上，該技術(shù)在使用過程中離不開坐標信息，為了幫助技術(shù)人員迅速地提取高程數(shù)據(jù)，形成地形圖，要充分發(fā)揮無人機傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，滿足礦山測量的需求，在使用過程中要避免數(shù)據(jù)在采集時出現(xiàn)局部失真。此時我們可以使用無人機建立三維模型，節(jié)省大量野外驗證的工作內(nèi)容。在三維模型上提取特征高程點，這時能夠生成三角剖分網(wǎng)，生成地形線，再通過導(dǎo)入地形圖的方式進行驗證，將地形圖導(dǎo)入到三維模型中。在使用過程中，要避免由于地形高程數(shù)據(jù)提取點少而產(chǎn)生的錯誤。在無人機傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用過程中，首先需要進行全方位的地面勘探，幫助更多的操作人員了解礦山的基礎(chǔ)狀況，結(jié)合先進的傾斜攝影技術(shù)打造三維模型，進行遙感翻譯。在進行地面勘探時，要重點把握礦山所處的位置以及實際的地形狀況，如圖1所示[4]。

圖1 無人機三維實景模型

在三維模型建立完成以后，我們可以通過旋轉(zhuǎn)、縮放等功能進行多角度勘察，了解原土地規(guī)模特征、植被的發(fā)育狀況、土地的使用現(xiàn)狀等，也可以通過露天臺階、巖石邊坡進行解譯，為系統(tǒng)穩(wěn)定性分析提供一定的理論依據(jù)[5]。

3.2 現(xiàn)狀地物的識別

在現(xiàn)階段的礦山生態(tài)治理過程中，我們在完成地形核查以后，要針對不同區(qū)域的不同地貌特征，將礦山線狀地物的渣坡、渣堆等進行地質(zhì)單元的圈定，結(jié)合現(xiàn)狀中的具體圈定范圍，將其繪制到電子版的地形圖中，無人機三維模型具有可視化的地物以及坐標信息，在使用過程中更加直觀有效，如圖2和圖3所示。

圖2 現(xiàn)狀渣堆圈定范圍

圖3 現(xiàn)狀危巖體圈定范圍

實際上，通過三維模型能夠全方位地觀察地物，身臨其境，在提高礦山勘查效率的同時也極具安全性，尤其對于小型的滑坡、崩塌具有較大的適應(yīng)性。在現(xiàn)階段的礦山生態(tài)治理過程中，使用無人機傾斜技術(shù)能有效地對滑坡信息自動提取，并對提取出來的滑坡進行形態(tài)和紋理的精準度評價，方便后續(xù)操作[6]。

3.3 制作高精度的剖面圖

在現(xiàn)有的礦山生態(tài)治理過程中，需要制作高精準度的地形圖。一方面，在進行剖面圖繪制時，可以采用導(dǎo)線結(jié)合定位設(shè)備的方式強化現(xiàn)場勘查。另一方面，可以使用圖切等高線的方式獲得。這兩種方式，不管是哪一種都主要是進行原始數(shù)據(jù)的精準測量，而對于高陡的邊坡。如果使用人工測量，很難達到精度，也無法獲得精準的信息。這時我們可以采用無人機三維模型，通過無人機傾斜攝影技術(shù)，有效地獲取高陡邊坡的高程數(shù)據(jù)。同時，與之對應(yīng)的圖切剖面數(shù)據(jù)也會更加精準。在使用過程中，它不僅能夠如實地反映具體的地物數(shù)據(jù)，而且三維模型也能夠反映負地形地物數(shù)據(jù)。通過三維軟件中的圖切剖面功能生成更加精準的剖面圖。負地形三維展示效果與剖面圖如圖4所示。

圖4 負地形三維展示效果與剖面圖

除此之外，在高精度的剖面圖制作完成以后，我們還需要做好高精度立面圖的制作工作。針對礦山內(nèi)的裸露巖質(zhì)邊坡，要根據(jù)高突破面的粗糙程度、起伏程度進行分析，可以采用生態(tài)袋、植生混凝土等方式進行礦山的生態(tài)治理。與此同時，還可以借助計算機信息系統(tǒng)計算不同治理方式面積，更好地進行施工指導(dǎo)。傳統(tǒng)方法多數(shù)是使用人工導(dǎo)線結(jié)合的方式進行測量，然而在運用過程中效率極低。在進行無人機三維模型構(gòu)建過程中，依靠高精度測繪提高工作效率的同時，還能夠描繪地質(zhì)界線，確定其他立體的邊界線，能夠自動地按照高程方向記錄水平距離或者是垂直高度。實際上，在無人機傾斜攝影技術(shù)使用過程中，能夠形成三維空間模型，使數(shù)據(jù)變得更加立體。借助三維工具做好地形數(shù)據(jù)的管控工作，在繪制高精度的剖面圖、工程地質(zhì)圖的同時，還能夠精準地計算表面積。該技術(shù)在應(yīng)用過程中能夠有效地提高工作效率、降低風(fēng)險以及運作成本，使得地質(zhì)信息具有較高的測量性。雖然該技術(shù)在應(yīng)用過程中具有較高的可靠性和可測量性，但它的分辨率極高，數(shù)據(jù)巨大，在使用過程中需要數(shù)據(jù)處理能力大的計算機，以此為基礎(chǔ)生成的三維圖像占用的空間也較大。這就對計算機的存儲空間以及傳輸速度提出了更高的要求。因此，在礦山生態(tài)治理過程中要充分發(fā)揮該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，提出更加科學(xué)的治理方案。

3.4 礦山環(huán)境設(shè)計

在具體操作時，要充分發(fā)揮原始設(shè)計的重要作用，強化排水溝和擋墻的布置工作。正因如此，我們需要不斷地拓寬無人機三維模型技術(shù)的應(yīng)用范圍，加強不規(guī)則表面積的計算工作，不斷地積累實踐經(jīng)驗。尤其是在進行環(huán)境勘探過程中，我們需要進行人機交互的解譯，做好露天礦坑、水面等內(nèi)容的統(tǒng)計面積計算，分析原生植被覆蓋與植被恢復(fù)的情況，制作土地損毀的現(xiàn)狀圖，在瀏覽三維模型的時候可以通過旋轉(zhuǎn)、縮放等各種功能，全方位地了解礦山生態(tài)治理的重要作用。在實踐過程中對露天采坑、工業(yè)場面、植被發(fā)育等進行解譯，建立解譯標志。尤其是在進行后期的竣工驗收時，我們要建立實景三維模型，將其融入到日常的施工設(shè)計中。全方位地控制施工進度和施工內(nèi)容，加大生態(tài)修復(fù)工程的驗收工作，通過三維實景建模，能夠有效地進行驗收材料的展示。與此同時，在進行礦山生態(tài)治理過程中，針對涉及到的災(zāi)害防治、地質(zhì)、實景、實貌、水土污染等，需要進行全方位的控制，可以在室內(nèi)解譯80%以上的礦山地質(zhì)災(zāi)害。有針對性地開展野外調(diào)查，全方位提高勘探工作的安全性。

實際上，在礦山生態(tài)治理過程中，無人機傾斜攝影技術(shù)能有效地進行露天采坑、礦山、工業(yè)場地、廢石堆場等一系列的數(shù)據(jù)勘查工作。該技術(shù)能對礦山地表進行三維實景建立，對礦山的地質(zhì)環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境進行全方位的遙感分析。在減少野外調(diào)查工作量的同時，還能夠有效地減少人員負擔(dān)，降低操作成本，全方位地提高地質(zhì)勘探的精準率和作業(yè)效率，能夠?qū)崿F(xiàn)對露天臺階邊坡、高危地區(qū)崩塌滑坡的調(diào)查。在確保調(diào)查安全性的基礎(chǔ)上，確保工作順利進行。無人機三維實景模型和正攝影能夠如實地還原礦山的地質(zhì)地貌，為更多的人員在進行生態(tài)治理、生態(tài)恢復(fù)過程中提供豐富的基礎(chǔ)資料。無人機傾斜攝影技術(shù)是礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、生態(tài)修復(fù)的重中之重，尤其是在治理階段通過無人機正攝影技術(shù)進行拍攝將其作為工作底圖，能夠進行可視化的設(shè)計。在提高設(shè)計效率的同時，更好地向管理人員闡釋自己的設(shè)計成果。該技術(shù)在使用過程中也可以進行生態(tài)恢復(fù)、生態(tài)監(jiān)測、礦山驗收等工作。尤其是監(jiān)管部門可以通過建立3D的實景數(shù)據(jù)庫平臺，及時地把控?zé)o人機遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)的最新動態(tài)，結(jié)合國土空間的各類要素，在進行礦產(chǎn)

資源開發(fā)以及礦山治理過程中進行全方位的管控，這樣才能在最大范圍內(nèi)應(yīng)對資源開采前后生態(tài)環(huán)境發(fā)生的改變，為人員提供可靠的第一手資料。

4 結(jié)束語

簡言之，在礦山綜合治理過程中使用無人機傾斜攝影技術(shù)能夠使數(shù)據(jù)信息更加全面。相較于傳統(tǒng)的直拍來說，在進行礦山無人機測繪過程中，能夠?qū)唧w的地質(zhì)、地貌等情況進行傳遞，尤其是無人機傾斜攝影技術(shù)，在使用過程中還能夠形成整體的三維模型，這對后期開采有著極大的幫助。一方面，在無人機傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用過程中，能給礦山生態(tài)治理提供更加精準的專業(yè)化信息。無人機傾斜攝影技術(shù)的使用，不僅能夠獲得多樣化的二維數(shù)據(jù)，而且還能夠通過將獲得的圖像傳輸?shù)叫畔④浖?，進而構(gòu)建三維模型。技術(shù)人員能夠通過這些三維模型進行細致的研究和分析，制定有效的解決方案。另一方面，它為礦山管理工作奠定了強有力的基礎(chǔ)。無人機傾斜攝影技術(shù)在使用過程中，能夠幫助更多的管理人員獲得大量的高清信息，借助以上數(shù)據(jù)，礦山管理人員能夠?qū)Φ匦蔚孛策M行全面的掌握，在礦山開采過程中能夠獲取更多的數(shù)據(jù)和資料，這對礦山周圍生態(tài)環(huán)境保護工作是極為有利的。值得注意的是，在現(xiàn)階段的礦山生態(tài)治理過程中，強化無人機傾斜攝影技術(shù)的使用，能夠提高礦山的開采效率。不僅能夠讓更多的操作人員在礦山開采過程中了解安全隱患，及時規(guī)避，而且能夠大量降低探測成本。無人機傾斜攝影技術(shù)在使用過程中需要依據(jù)更加專業(yè)化的數(shù)據(jù)，同時借助三維模型，使得礦山數(shù)據(jù)信息更加生動，制定出更加全面、科學(xué)的開采數(shù)據(jù)。

換句話來說，在礦山生態(tài)治理過程中，我們要充分發(fā)揮無人機傾斜攝影技術(shù)的獨特優(yōu)勢，強化礦山開采的時效性。伴隨著我國經(jīng)濟水平顯著提升，人們對現(xiàn)有資源的使用率也在日益提高，這也給礦山開采工作提出了更高的要求。在礦上開采的前期，我們需要進行礦山測繪，改變傳統(tǒng)人工測繪的方式，確保信息的可靠性。通過無人機傾斜攝影技術(shù)，能夠減少人力成本的投入。在提高測繪專業(yè)性的同時，降低運作成本，更好地推動無人機傾斜攝影發(fā)展，在最大范圍內(nèi)推動我國能源的開發(fā)和利用，為后期礦山開采提供便利。