地质工程中贴近摄影测量技术的使用
地质工程中贴近摄影测量技术的使用
摘 要： 贴近摄影测量技术是倾斜摄影测量技术的进一步升华。它的技术支撑有两个：无
人机云台姿态控制能力、无人机高精度的定位技术。本文地质工程施工区域为例，简要介绍了
贴近摄影测量从航线规划、无人机摄影实施到内业三维模型生产的具体操作，总结出贴近摄影
测量技术在地质施工中的发展及主要趋势及研究要点。
关键词 : 贴近摄影测量,地质工程:无人机;实景三维模型:
Abstract ：The technique of closeness photogrammetry is a further sublimation of tilt
photogrammetry.Its technical support has two:UAV pylon attitude control ability,UAV high-precision
positioning technology.Taking geological engineering construction area as an example,this paper
briefly introduces the specific operations of nearness photogrammetry from the route planning,the
implementation of UAV photography to the production of interior 3D model,and summarizes the
development,main trends and research points of nearness photogrammetry technology in geological
construction.
Keyword ：Close photogrammetry; Geological engineering; Unmanned aerial vehicle(uav);
Real 3D model;
贴近摄影测量技术的基础是倾斜摄影测量技术。倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来
的一项高新技术，该项技术由于其高分辨率和高真实感，能真实立体的还原地表实际状况，在
大比例尺地形图测绘、地形规划，防灾应急保障、日照分析，控高分析，摄像头监控，地质工
程一体化，淹没分析，地质遗迹的保护、景区展示等方面有广泛的利用前景。
1 、贴近摄影测量技术概述
贴近摄影测量是针对精细化测量的一种技术方式，该项技术最初应用于矿山滑坡、危岩、地质
监测、水利工程等应急测绘。和遥感技术、无人机航空摄影技术相比，贴近摄影测量是使用贴
近物体表面(摄影距离为 5m～50m)摄影获取超高分辨率影像的无人机测量技术，它具有超高的
空间分辨率和 360°无死角的观测视角。
多旋翼无人机机动灵活、安全易操作、影像成果分辨率高等特性是贴近摄影测量实现的重要技
术基础。而航线的规划则是贴近摄影测量成功实施的重要技术环节。
2 、案例选取
贴近摄影测量的对象大致可以分为四类：近似垂直的立面、斜坡面、柱体或近圆形建筑、常规
工程建设。本文选取矿山地质勘查区域为案例对象。地质施工勘查区域位于甘肃天水东南的麦
积山上，该地区地质结构较为复杂。该研究区域的海拔高度在 1100m 到1500m 之间，气候的
特点是寒冷、干燥、昼夜温差较大。这一区域的主要矿产种类是锡铜铅锌银，主要的开采方法
是地下开采。因地形限制，传统的倾斜摄影方式无人机航高较高，获取的影像分辨率较低，地
质结构成像的三维模型不够清晰。因此需要贴近摄影测量补充拍摄。
3 、贴近摄影测量作业流程
针对不同的作业对象，贴近摄影测量的作业流程也有所不同。但基本都遵循一个
“”“” “”“”由大到小，由 粗到 细 的过程。所谓大，是说在作业前必须要有该测区的大致地理概况
的数据，一是准确提取无人机的起飞点、降落点；二是判断航飞范围内有无高大树木、凸起岩
体、高压电线等障碍物，排除航飞安全隐患，为无人机航飞提供安全保障；三是为准确规划航
“ ”线提供基础资料。所谓 小 ，是说航飞的对象是大的地理环境中的某个点或某个面。
基础数据、软件、硬件设备准备完成后即可实施贴近摄影测量工作，其整个作业流程如下图：
图1 地质工程贴近摄影测量流程
4 、贴近摄影测量实施过程
贴近摄影测量的实施是一个流程化、精细化的过程。实施过程可以分为三大部分：航线规划、
航摄实施、内业数据处理。
4.1 、 航线规划
以选取的案例来对航线规划做具体说明。在本次作业之前，已收集了麦积山的倾斜摄影实景三
维模型、高精度点云等基础数据，利用嘀哒好图的无人机订单平台来做航线规划。
图2 贴近测量航线规划
4.1.1 、确定范围
因为矿山地质勘查区域处于一个直立式悬崖上，航线规划的对象要选择立面。在软件的拍摄方
式选择界面选择立面，加载已有的点云数据，在崖壁的左下角、右下角、崖顶量测三点，提取
三个点的坐标，确定航拍宽度及高度。因为麦积山崖下地形起伏大，树木茂密，在定崖下点的
时候着重考虑离地距离，确保飞行安全。
4.1.2 、 生成航线
航线一般利用软件自动生成。在平台中已加载的点云数据中选择一个离航拍对象较近且空旷的
位置一作为无人机起飞点，设置无人机拍摄方向、距离立面距离、数据采集精度、旁向航向重
叠度等参数后点击进行航线计算自动生成航线。
4.2 、 航拍实施
无人机的选择是贴近摄影测量实施的一个要点，无人机要尽量轻巧灵活，便于操控。在无人机
选择方面，本次作业选择了大疆精灵 Phantom 4 RTK，这款无人机小巧便携，又有厘米级的导
航定位系统和高性能成像系统。作业难度和成本低，精度和效率高。本次无人机航拍时距离矿
山地质表面仅20m，对无人机航摄来说这是一个相当有挑战性的距离。
4.3 、 实景三维模型生产
航空摄影的数据处理选择了自动高效的ContextCapture 软件进行空三加密及三维模型生产。在
具体地质施工作业过程中，首先对贴近摄影测量的航拍数据进行空三加密，加密完成后在已有
的倾斜摄影测量三维模型成果上提取贴近摄影测量同名点坐标，将这些同名点坐标当做控制
点，导入贴近摄影测量空三工程中并转刺。内业数据生产的具体流程如图3所示。
5 、技术要点及难点
摘要：
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地质工程中贴近摄影测量技术的使用 摘 要： 贴近摄影测量技术是倾斜摄影测量技术的进一步升华。它的技术支撑有两个：无人机云台姿态控制能力、无人机高精度的定位技术。本文地质工程施工区域为例，简要介绍了贴近摄影测量从航线规划、无人机摄影实施到内业三维模型生产的具体操作，总结出贴近摄影测量技术在地质施工中的发展及主要趋势及研究要点。 关键词: 贴近摄影测量,地质工程:无人机;实景三维模型: Abstract ：The technique of closeness photogrammetry is a further sublimation of tilt photogramm...
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作者：闻远设计
分类：社科文学类资料
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时间：2024-03-22
