张凯幸，肖磊蕊

（1.江西省煤田地质局测绘大队，江西 南昌 330000；2.江西弘毅测绘有限公司，江西 吉安 343000）

自我国北斗系统通入更多民用领域以来，推动了动态实时定位技术的发展，促进了无人机技术的快速发展，如无人机倾斜摄影测量等技术。与传统的测绘方法相比，无人机倾斜摄影技术实现了多角度获取测绘区域航空影像、测量周期短、精度高的优势，在各个行业中的应用前景极为广阔[1]。基于此，本文以无人机倾斜摄影测量技术为研究对象，分析该技术在矿山测量中的应用效果，为推动无人机倾斜摄影测量技术发展提供参考。

1 无人机倾斜摄影测量技术概况及优势

（1）无人机倾斜摄影测量技术基本原理。无人机航空摄影技术包括倾斜摄影测量技术和垂直航空摄影测量技术，前者有效的弥补了垂直摄影测量技术无法获取测绘区域侧面信息的缺陷，实现了多角度获取地面地物信息的目的，即无人机倾斜摄影测量技术实现了地物三维信息的获取，这为矿山测量由二维向三维发展奠定了基础。无人机倾斜摄影测量技术是以无人机平台为基础，搭载多台无棱镜对测绘区域以不同角度进行航空拍摄[2]。无棱镜镜头角度要根据不同测绘区域地形地貌变化特征、无人机设计行高等调整曝光周期等。无人机倾斜摄影测量技术在矿山测绘中的应用流程见图1。

图1 倾斜摄影测量在矿山测绘中的应用流程图

（2）无人机倾斜摄影测量技术的优势。无人机倾斜摄影测量技术在矿山测绘中具有明显的优势，主要表现在：①倾斜摄影测量技术实现了多方位、多角度实时动态拍摄的技术目的，实现了测绘区域三维地形信息等的获取，为三维矿山建设奠定了基础；②航空影像数据分辨率高，倾斜测量采用多个五棱镜头，实现了全方位、多角度的航空影像，分辨率更高；③倾斜摄影测量技术实现了多角度、多方位拍摄目的，有效的避免了高大建筑物、树木等遮挡，使得航空影像减少了测量“空白区”。

2 无人机倾斜摄影测量技术在矿山测绘中的应用

（1）原始数据的采集。本文以矿山测绘中的地形图测量工作为例，分析该技术在矿山测绘中的应用效果。矿山地形图测绘的原始数据包括测绘区域的影像数据、地面相控数据、POS数据等。测绘所使用的无人机为HO1300无人机，摄像机采用南方测绘生产的数字航空摄影相机，搭载辅助系统等，其中摄影相机从垂直以及4个倾斜角度对矿山区域进行拍摄。根据矿山地形地貌以及区域气候状况，拍摄时间为6月初，本次设计飞行高度为300m，航向重叠度为75%，旁向重叠度设置为65%，设置地面像控点密度为每平方米布设像控点3个。

（2）空中三角加密测量。无人机倾斜摄影测量通过其他摄影相机获得了不同角度和方位的影像数据，与垂直摄影技术所获影像数据相比，前者的地物信息更加全面，但是多角度、多方位影像数据为数据的计算带来了困难，也意味着倾斜摄影测量所获影像数据在计算过程中不仅需要考虑垂直方向上的计算，还需进行多视角、多方位方向上的计算问题，而传统的计算方式无法同时满足上述两种情况的计算需求。此时，需要将航拍过程中自动存储的POS数据进行解算，生产出多视角联合空中三角加密测量，对影像资料进行优化处理，进而为生产矿山地形图奠定基础。

（3）匹配生成密集点云。在对影像数据进行多视角联合空中三角加密测量的基础上进一步生产出测绘区域密集点云数据，对密集点云数据进行点云数据提取、合并、优化等处理，经过POS数据所包含的外方位元素，以特征匹配等方式生产出高密度的DSM数据等，为建设矿山三维地形奠定基础。

（4）大比例尺地形图生成。在完成上述数据处理的基础上，为建设矿山三维地形图奠定了基础。其中，点云数据的匹配一般采用单模型点云提取模式进行，将矿山测绘区域分割成不同规模的子区块，进行地形信息的提取等处理。此外，使用无人机倾斜摄影测量技术显著的提高了数据处理的自动化程度，具有效率高的优势，以数据处理软件平台为基础，通过自动化处理生成相应比例尺的地形图，手动采集其他地形信息。所获的地形图需及时检查，对地形图中有缺陷或者错误的区域进行检核纠正，直至地形图所表达信息无误为止。

（5）无人机倾斜摄影测量精度分析。本文以某矿山地形测量为例，选择了能够代表所有测绘区域的约2km2范围的地形图，采用不同区块随机抽样的方式抽取了10个外业测量点，对本次地形图的平面误差和高程误差进行了精度分析，统计数据见表1。由表1可以得出，使用无人机倾斜摄影测量技术在矿山大比例尺地形图测量中，平面X测量精度为4.01 mm，平面Y测量精度为3.84 mm，高程Z的测量精度为3.93 mm，反映出该技术在矿山测绘中具有良好的应用效果。

表1 研究区三维实景建模精度分析统计表

3 结束语

综上所述，无人机倾斜摄影测量技术在矿山测绘中具有明显的应用优势，不仅能够在较短的时间内获得大比例尺地形图，而且测绘精度更高，测绘成本明显降低。通过实践表明，无人机倾斜摄影技术可获得平面X测量精度为4.01 mm，平面Y测量精度为3.84 mm，高程Z的测量精度为3.93 mm，反映出该技术在矿山测绘中具有良好的应用效果。