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无人机倾斜摄影测量在采煤区沉陷监测中的应用
无人机倾斜摄影测量在采煤区沉陷监测中的应用
摘要：
随着采矿活动的不断发展，采煤区产生的地面沉陷问题成为一个严重的环境和安全隐患。传统的沉陷监测方法存在精度低、时间长、成本高等问题，难以满足实时监测需求。而无人机倾斜摄影测量技术的出现，为采煤区沉陷监测带来了新的解决方案。本文将介绍无人机倾斜摄影测量技术的基本原理和应用，以及其在采煤区沉陷监测中的具体应用情况，并对其优势和局限性进行分析。
关键词：无人机；倾斜摄影测量；沉陷监测；采煤区
1.引言
采煤是人类利用地下矿藏的一种重要方式，但其同时也带来了一系列地质灾害和环境问题，其中地面沉陷是最为常见和严重的问题之一。沉陷会导致地表下陷、建筑物倾斜、道路损坏等一系列问题，对于人们的生活、安全以及环境保护都带来了巨大的影响。因此，对于采煤区沉陷进行实时准确的监测和预警变得尤为重要。
2.传统沉陷监测方法的问题
传统的沉陷监测方法通常包括测地基准点、测量放样、总沉陷测量等，其主要问题包括：
（1）精度低：传统测量方法受设备精度、观测误差等因素的影响，数据精度较低，不能满足高精度沉陷监测需求。
（2）时间长：传统测量方法需要进行大量的现场工作，人工测量周期长，数据更新不及时。
（3）成本高：传统测量方法需要大量的人力和物力投入，成本较高，耗时耗力。
（4）不适应复杂地形：传统测量方法在复杂地形中往往难以进行有效测量，无法进行全面的沉陷监测。
3.无人机倾斜摄影测量技术的原理和应用
无人机倾斜摄影测量技术是指通过无人机搭载倾斜摄影设备，采集高分辨率的倾斜摄影数据，并通过后期处理得到地表三维模型和变形数据。其基本原理如下：
（1）安装倾斜摄影设备：选择合适的无人机和倾斜摄影设备，并进行设备安装与校准。
（2）飞行采集倾斜摄影数据：将无人机装载倾斜摄影设备进行飞行，采集倾斜的航空摄影数据。
（3）后期处理：对采集的数据进行后期处理，包括图像配准、三维建模、变形分析等。
无人机倾斜摄影测量技术在采煤区沉陷监测中的应用包括：
（1）高精度三维建模：通过采集倾斜摄影数据，可以高精度地建立采煤区的三维模型，实现对地表变形的精确测量。
（2）实时监测：无人机倾斜摄影测量技术具有快速、灵活的特点，可以在短时间内完成数据采集和处理，提供实时的监测数据，有助于及时预警和应对沉陷问题。
（3）全面覆盖：无人机倾斜摄影测量技术可以对整个采煤区进行全面覆盖的测量，无死角，无盲区，大大提高了监测效果和准确性。
（4）低成本：相比传统的测量方法，无人机倾斜摄影测量技术成本相对较低，能够节约人力和物力投入。
4.无人机倾斜摄影测量技术在采煤区沉陷监测中的应用案例
以某采煤区为例，使用无人机倾斜摄影测量技术进行了沉陷监测。首先，通过采集并处理倾斜摄影数据，得到了采煤区的高精度三维模型。然后，利用该模型进行了沉陷分析和变形监测。通过与传统测量方法进行对比，发现无人机倾斜摄影测量技术具有以下优势：
（1）高精度：与传统测量方法相比，无人机倾斜摄影测量技术得到的沉陷数据精度更高。
（2）实时监测：无人机倾斜摄影测量技术能够在较短时间内完成数据采集和处理，实现实时监测。
（3）全面覆盖：采用无人机倾斜摄影测量技术可以对整个采煤区进行全面覆盖的测量，实现全面监测。
（4）低成本：无人机倾斜摄影测量技术相对于传统测量方法来说成本较低，能够节约人力和物力投入。
5.无人机倾斜摄影测量技术的局限性和挑战
（1）飞行环境限制：无人机倾斜摄影测量受天气条件、风速限制等因素的影响，在艰苦的采矿工作环境中可能存在困难。
（2）数据处理复杂：无人机倾斜摄影测量技术需要借助专业软件进行后期处理，对操作人员要求较高。
（3）数据存储和管理：采集的大量倾斜摄影数据需要进行存储和管理，对存储设备和数据库管理能力提出了更高要求。
（4）隐私和安全：无人机倾斜摄影测量可能涉及到隐私和安全问题，需要合理保护飞行和数据的安全。
6.结论
无人机倾斜摄影测量技术在采煤区沉陷监测中具有明显的优势和应用前景，能够更快速、精准地进行沉陷监测，为采煤区的环境保护和安全监控提供有力支持。然而，该技术仍面临一些挑战和问题，需要进一步加强研究和应用，以推动其在实际工程中的广泛应用。
参考文献：
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2.刘岩,黄宏军,王进.无人机倾斜摄影测量技术在采煤区域地质灾害监测中的应用[J].煤炭科学技术,2019,47(10):8-12.
3.薛斐.基于无人机倾斜摄影测量技术的采矿区沉陷监测方法[J].黑龙江科技大学学报,2020,40(1):240-245.