无人机倾斜摄影在矿山测量中的应用研究
摘要
关键词
无人机;倾斜摄影测量技术;矿山测量
正文
引言
随着信息技术发展水平的不断提高,当前,其在各行各业也得到了广泛的应用,既有利于各个领域的发展,同时也使得其工作效率和质量得到显著改善。特别是在矿山测绘领域,通过无人机倾斜摄影测量技术进行相关信息的采集与获取,使得测绘工作难度大大降低,相较于传统测绘技术而言,该技术准确度精准度以及测量效率均得到显著提升,为矿山测绘工作的进一步发展给予了充足动力。通过应用无人机倾斜摄影测量技术,既能够有效提高矿山测绘工作的安全性,有效节约人力物力资源,同时也使得测绘结果受到复杂地貌的影响,大大降低,获得更加准确的测量结果。
1倾斜摄影技术概述
倾斜摄影技术是当前比较先进的摄影测量技术,不同于传统的测量技术,倾斜摄影技术的测量精度高、应用范围广,同时,测量时可以获得更加全面的数据信息。倾斜摄影技术的主要原理主要基于摄影测量原理和数学几何学理论。在无人机或者是车辆、建筑物上的适当位置安装多个相机,然后根据拍摄需求调整拍摄角度,从而获得特定角度的影响。倾斜摄影技术的应用是可以获得多角度多方面的摄影数据,为后期三维模型的建立提供了有价值的数据支持。倾斜摄影技术的基础是摄影测量原理,测量目标点的坐标位置,并对坐标位置在三维空间中的位置进行明确,从而构建出符合真实情况的三维模型。倾斜摄影技术的应用主要依靠数学几何原理。通过几何学理论对影响数据进行分析和处理,进一步提高三维模型的真实性和可靠性。通过研究分析发现倾斜摄影技术的特点主要有以下几点:①摄影效率高,测量结果的精度高。倾斜摄影技术在应用时可以在短时间内获得相应的摄影数据,针对复杂场景,借助倾斜摄影技术,依然可以获得精确的影响数据信息。②应用范围广泛。基于倾斜摄影测量技术的众多优势,该技术的应用范围比较广。就目前的情况看,在城市规划、地形测量以及建筑测量等多方面都已经开始应用倾斜摄影技术。③测量时具有较高的灵活性,适应能力强。倾斜摄影技术应用时,技术人员可以通过调整摄像头的方向灵活调整摄影角度,从而获得多角度影像数据信息,保证实现不同精度和分辨率的测量和重建。随着城市规划和建设领域的不断发展,倾斜摄影技术的应用范围在不断拓宽。倾斜摄影技术可以为城市规划和设计提供有价值的数据。城市规划和设计时需要的数据信息比较多,该技术可以提高数据的准确性。文物保护和环境监测工作中也可以应用倾斜摄影技术,提高数据测量结果的精确度。矿山勘探和开采时,也可以应用倾斜摄影技术,通过该技术获得更加精确的数据信息,并且建立更加真实的数据模型。随着人们不断的研究,倾斜摄影技术在海洋、航空、交通等领域都有应用。
2在矿山测绘中无人机倾斜摄影技术的作用
2.1直观展示信息
与传统的直拍相比,无人机的倾斜拍摄技术,可以将被探测到的矿山的真实地形状况,以影像或者数字的形式呈现出来,还可以利用这种技术,建立一个立体的矿山模型,为以后的采矿技术和关键问题提供了极大的参考。
2.2数据多样化
原来的竖直航空摄影技术只能提供矿山的正射影像,而采用了倾斜摄影技术,可以得到更多的地形信息,提高了二维资料的精确度,同时也可以利用软件对采集到的影像进行三维建模。利用三维模型,相关人员能对矿山进行细致的分析,从而合理地制订采矿计划。
2.3为管理矿山提供依据
利用倾斜摄影技术,可以为矿山的采掘工作提供大量的高清影像和数据,利用这些数据,管理者可以对矿山的地貌特征和地势进行精确地研究,从而在研究矿山开采程度以及开采范围方面有更多可依据的资料,这有利于保护矿山生态环境和高效利用矿山土地。
2.4提升开采效率
利用无人机倾斜摄影技术能真实地反映矿山开采变化情况,显著地改善采掘工作的效率,整体来说,利用无人机倾斜拍摄技术,可以及时发现开采过程中可能发生的安全隐患,避免或减少安全事故发生,节约生产投资。
3无人机倾斜摄影测量技术在矿山测绘中的应用
3.1核实地形图
在矿山环境治理方面,需开展矿山环境勘查工作,并根据勘查所得结果绘制地形图,对此,首先需确定坐标信息,通过利用无人机倾斜摄影测量技术,快速掌握高程数据,并绘制地形图,在数据采集时,应当注意避免出现失真问题。通过应用无人机即可创建三维模型,无需测量人员开展矿山野外测量与验证。在三维模型创建完成后,即可获取特征高程点,并形成三角剖分网,形成地形线,将地形图导入至三维模型中进行验证。在无人机倾斜摄影测量技术的实际应用中,应当注意,如果高程数据提取点比较少,则会造成较多误差,因此,要求对矿山地面进行全面勘查,确保获得大量勘测数据,确保测量人员能够详细了解矿山环境实际情况,根据无人机倾斜摄影测量所得结果创建三维模型,并开展遥感翻译工作。在对矿山地面进行勘查时,要求对矿山所处位置以及矿山地质地形条件进行分析,通过对三维模型进行旋转、缩放调整,即可全面观察矿山土地规模、生态环境、土地资源使用情况等等。
3.2矿山环境设计
在矿山治理环境设计中,应当充分利用原始设计方案,对矿山现场排水沟、挡墙进行科学合理的布置,因此,需加强无人机倾斜摄影测量技术创新,拓展这一技术的应用范围,确保能够对矿山治理环境中的不规则表面积进行准确计算,并积极总结工作经验。在对矿山环境进行勘查时,还需加强人际交互解译工作,对矿山环境中的矿坑、水面面积进行准确计算,同时还可分析矿山植被覆盖面积、植被恢复情况等等,在获得上述信息后,即可绘制矿山现场土地资源损坏图,在三维模型创建完成后,对模型进行旋转、缩放处理,即可了解矿山环境实际情况。另外,还需对矿山露天矿坑、植被发育情况等进行解译,并创建解译标志。在竣工验收过程中,还需对矿山实景进行测量,依据测量结果创建三维模型,并据此开展施工设计,对矿山治理施工内容、施工进度进行有效控制,并全面展示出验收材料。除此以外,部分矿山生态环境比较严重,在水土污染防治、地质灾害治理方面,均应采取针对性控制措施,组织测量人员开展野外调查。在矿山治理工作中,采用无人机倾斜摄影技术即可全面采集矿山的各类地质数据资料,主要涉及废石堆、露天矿坑等等,这一技术可针对矿山地表测量数据创建三维实景图,并且还能够对矿山生态环境进行遥感分析,与以往的人工测量方式相比,技术优势显著,测量所需成本比较少,可促进矿山测量效率和准确性的提升,同时,便于对高危区域进行全面调查。另外,监管部门还可根据无人机倾斜摄影测量所得结果创建3D实景数据库平台,确保能够全面了解无人机倾斜摄影测量数据,在矿山治理过程中实施全面管控,尽快改善矿山生态环境。
3.3开采规划阶段
正式进行开采工作前,工作人员还需要对矿山进行全方位的勘察和数据采集工作,基于勘探结果制定科学合理的开采方案,通过应用无人机倾斜摄影技术,可以更加全方位地对矿山实际信息进行采集,既能够了解其地貌信息,也可对其海拔、高度以及整体地形信息进行获取,而且在数据获取后,还可以用计算机完成矿山地形图以及三维模型的绘制工作,从而获得更加精准可靠的矿山测绘结果。实际进行上述操作时,所需建模软件为CAD软件,将所得数据信息导入到该软件后,即可进行矿山三维模型的构建工作,使得相关工作人员能够更加直观清晰地了解到矿山以及其周围环境的实际情况,此后相关工作人员可根据该模型对施工方案加以优化完善,针对施工过程中可能面临的问题或者潜在危险进行明确,并确定应对方案。此外,在施工过程中,还应当建立起以倾斜摄影技术为基础采集得到的各类数据信息的综合性数据库,对矿山的特点、结构情况进行更加深入的了解与掌握,以保证施工的科学性和合理性。
3.4构建三维采集数据模型
三维数据模型的建立依赖于从不同角度对图像进行倾斜,包括几何校正、联合平差、多视角匹配等,并对三维斜率建模进行可视化,在建立了三维数据模型后,利用软件对地图上的地形特性进行了简单的处理。采集资料的工作包括以下三个部分:①采集特征元素,主要是手工绘制,比如控制点和建筑,这些都是手工绘制,需要手工绘制,这样可以增加测量精度;②从地形要素中自动提取三维信息,主要包括高级注解点、绘图区域等数据的获取,这些都可以通过平台处理软件来实现,但一旦投入应用,就必须进行后期的加工和人工调试;③解决各种元素掩蔽问题,为了提高最终的测量结果的精确度,必须对被遮蔽的摄影资料进行额外的测量。
结束语
总而言之,随着科学技术的不断发展和进步,无人机倾斜摄影测量技术的先进程度越来越高。矿山测量工作进行的过程中应该根据实际情况合理运用无人机倾斜摄影测量技术。明确矿山数据测量的要点,根据矿山地形地貌的特点,制定矿山测量方案。操作人员应该明确无人机倾斜摄影测量技术的原理,发挥该技术应用的重要优势,不断提高测量结果的可靠性和准确性。同时,测量工作完成后做好数据的初步处理,进而开展修补测量,提高图像的完整性和全面性。此外,选择使用先进的无人机和相机等测量设备,这对提高测量数据结果的可靠性有很大的帮助。
参考文献
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