权利要求
1.一种露天矿山平台标高网格式测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤100、在露天矿山包围区域内构建地球坐标系，确定无人机对露天矿山首次航测时的起始位置，确定该无人机在航测时相对所述地球坐标系的坐标值;
步骤200、设定无人机按照曲线航线移动，且沿着曲线航线移动过程中拍摄该航线的矿面图像并获取矿面相对所述地球坐标系的斜坡坐标以及平台坐标，构建该曲线航线形成的断续式矿山三维模型，在所述断续式矿山三维模型上每个所述矿面图像的两侧形成竖向网线，且在所述断续式矿山三维模型上每个矿山平台的同一标高平台形成横向网线;
步骤300、调控无人机下一次的曲线航线与上一次的曲线航线之间的水平向间隔，且调控无人机按照曲线航线航行，使得无人机相邻两次曲线航线具有交叉点，在所述断续式矿山三维模型中补入下一次曲线航线获取的矿面信息，直至形成矿面图像间隔均匀的断续式矿山三维模型;
步骤400、通过插值方式将同一高度的相邻两个所述矿面图像，以及相邻两个所述矿面图像对应的斜坡坐标以及平台坐标进行插值补充，直至形成完整的露天矿山三维模型。
2.根据权利要求1所述的一种露天矿山平台标高网格式测定方法，其特征在于，
在所述步骤100中，预设所述地球坐标系的原点位置，将无人机移动至所述地球坐标系的原点位置，并确定此时无人机的GPS坐标，将该GPS坐标设定为所述地球坐标系的原点;
选定无人机首次航测时的起始位置，将无人机的实时GPS坐标转化为无人机在所述地球坐标系的实时坐标位置。
3.根据权利要求1所述的一种露天矿山平台标高网格式测定方法，其特征在于，
在所述步骤200中，所述无人机按照正弦曲线路径进行航飞，形成曲线航线，且所述无人机按照曲线航线飞行时拍摄露天矿山矿面图像，并获取该露天矿山矿面图像内的斜面测量点相对于无人机的经纬度，以及矿山平台测量点相对于无人机的经纬度;
将所述露天矿山矿面图像内的斜面测量点相对于无人机的经纬度，以及矿山平台测量点相对于无人机的经纬度，转化为相对地球坐标系的三维坐标，所述地球坐标系内形成密集点三维模型;
将拍摄的露天矿山矿面图像拼接到密集点三维模型内，形成含有矿面图像的断续式矿山三维模型。
4.根据权利要求3所述的一种露天矿山平台标高网格式测定方法，其特征在于，
获取该露天矿山矿面图像内的斜面测量点相对于无人机的经纬度，以及矿山平台测量点相对于无人机的经纬度的实现方法为：
以无人机本体构建机体坐标系，在无人机本体上的激光发射点发射测试激光，确定测试激光与所述机体坐标系的XY平面的倾斜角度以及激光发射点相对于机体坐标系的三维坐标值，测试激光经过露天矿山的矿面反射后被无人机接收，以确定所述测试激光的单程长度;
基于所述测试激光的单程长度，测试激光与所述机体坐标系的XY平面的倾斜角度以及所述激光发射点在所述机体坐标系的经纬度，确定所述测试激光在所述露天矿山的矿面反射点在所述机体坐标系对应的反射点位经纬度;
根据所述反射点位经纬度的纬度变化规律，将所述露天矿山的矿面反射点分为矿山斜面反射点和矿山平台反射点，其中，将纬度值处于同一高度的反射点位作为矿山平台反射点，将纬度值与矿山平台反射点差异大的反射点位作为矿山斜面反射点。
5.根据权利要求4所述的一种露天矿山平台标高网格式测定方法，其特征在于，
将所述露天矿山矿面图像内的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的经纬度，转化为地球坐标系相对的三维坐标的实现方法为：
确定无人机本体的GPS坐标转化为地球坐标的三维坐标的坐标转换矩阵;
将所述露天矿山的矿山斜面反射点相对于无人机的经纬度值，按照坐标转换矩阵对应转换为矿山斜面反射点在所述地球坐标系的三维坐标值，且将所述矿山平台反射点相对于无人机的经纬度值，按照坐标转换矩阵对应转换为矿山平台反射点在所述地球坐标系的三维坐标值;
将所述无人机沿着所述曲线航线进行监控时获取的矿山斜面反射点在所述地球坐标系的三维坐标值，以及矿山平台反射点在所述地球坐标系的三维坐标值集成到所述地球坐标系内，对所述矿山平台反射点和矿山斜面反射点的三维坐标值进行数据拟合后，形成仅包含点位坐标的密集点三维模型。
6.根据权利要求5所述的一种露天矿山平台标高网格式测定方法，其特征在于，
将拍摄的露天矿山矿面图像拼接到密集点三维模型内，形成含有矿面图像的断续式矿山三维模型的实现方式为：
同步触发无人机拍摄露天矿山矿面图像、无人机发射测试激光以及获取无人机当前的GPS坐标，将每次拍摄露天矿山矿面图像时对应的无人机发射测试激光的获取的矿山斜面反射点以及矿山平台反射点在所述地球坐标系的三维坐标值集成到同一个监控集合内;
从同一个所述监控集合内提取到矿山斜面反射点以及矿山平台反射点在所述地球坐标系的三维坐标值集成到所述地球坐标系内，并且将该集合内的露天矿山矿面图像进行图像处理后，按照图像的特征与坐标值对齐方式将露天矿山矿面图像粘贴在所述密集点三维模型内，生成断续式矿山三维模型。
7.根据权利要求6所述的一种露天矿山平台标高网格式测定方法，其特征在于，
按照图像的特征与坐标值对齐方式，将露天矿山矿面图像粘贴在所述密集点三维模型内的实现方式为：
将无人机按照曲线航线拍摄得到的相邻两个监控集合内的露天矿山矿面图像依次进行拼接;
将拼接后的露天矿山矿面图像进行二值化处理，以识别出所述露天矿山矿面图像中的矿山平台对应的棱边;
确定所述露天矿山矿面图像对应的监控集合，以所述监控集合中表示矿山平台反射点的坐标值为索引，将所述露天矿山矿面图像中表示矿山平台对应的棱边对应粘贴到所述密集点三维模型内，形成包含矿山坐标信息和图像信息的断续式矿山三维模型;
在所述断续式矿山三维模型上每个所述矿面图像的两侧形成竖向网线，且在所述断续式矿山三维模型上每个矿山平台的同一标高平台形成横向网线。
8.根据权利要求1所述的一种露天矿山平台标高网格式测定方法，其特征在于，
在所述步骤300中，无人机按照首次航飞规划的曲线航线绕露天矿山环飞，基于所述无人机在所述地球坐标系的三维坐标值实时确定所述无人机的飞行位置;
在无人机航飞至首次航飞规划的曲线航线的终点后，调控无人机按照下一次的曲线航线进行航飞，相邻两次曲线航线之间具有重叠点位;
基于无人机在下一次曲线航线进行航飞时在重叠点位测得的矿山斜面反射点和矿山平台反射点对应在所述地球坐标系的三维坐标值，计算无人机当前航飞监控时得到的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值的误差系数，将当前沿曲线航线测得的所有矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值进行校正;
将校正后的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值，以及无人机航拍的露天矿山矿面图像补入到所述断续式矿山三维模型上;
重复上述步骤，直至无人机按照规划的所有曲线航线依次进行航飞监控，直至形成矿面图像间隔均匀的断续式矿山三维模型。
9.根据权利要求8所述的一种露天矿山平台标高网格式测定方法，其特征在于，
计算无人机当前航飞监控时的误差系数的实现方式为：
确定无人机本体在当前曲线航线与该次以前的曲线航线中存在的相同三维坐标值;
确定该无人机本体在当前曲线航线该位置测量的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值，并确定该无人机本体在上一次曲线航线的该位置测量的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值;
计算无人机本体在当前曲线航线该位置测量的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的x轴上的误差系数，无人机本体在当前曲线航线该位置测量的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的y轴上的误差系数，以及无人机本体在当前曲线航线该位置测量的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的z轴上的误差系数;
将无人机沿着当前曲线航线得到的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值通过上述误差系数进行校正，补入到断续式矿山三维模型内。
10.根据权利要求1所述的一种露天矿山平台标高网格式测定方法，其特征在于;
在所述步骤400中，矿面图像间隔均匀的断续式矿山三维模型上存在同一平台高度范围的矿山平台;
按照从上到下或者从下到上的顺序依次识别出所述断续式矿山三维模型的处于同一矿山平台的矿山平台反射点;
基于相邻两个矿山平台的矿山平台反射点在地球坐标系的三维坐标值，按照插值方式分别对相邻两个矿山平台之间的区域进行坐标值插值补充，直至将处于同一矿山高度范围的所有矿山平台之间的区域填充形成完整的矿山平台;
基于相邻两个矿山平台的露天矿山矿面图像的像素特征，按照插值方式分别对相邻两个露天矿山矿面图像之间的区域进行像素插值补充，形成完整的矿山三维模型。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及露天矿山建模标高技术领域，具体涉及一种露天矿山平台标高网格式测定方法。
背景技术
[0002]露天矿山的台阶式开采通过将矿岩划分为水平分层，形成阶梯状结构，可有效控制边坡稳定性。边坡角设计合理时，既能保证开采安全，又能减少剥离工作量和成本。若边坡角过大，易引发滑坡、崩塌等灾害;边坡角过小则增加剥离成本，台阶结构便于钻孔、爆破、装载作业等工序的独立操作，提升开采效率。例如，工作平台可进行爆破作业，安全平台可保障人员设备安全，清扫平台便于清理废石，不同岩体结构可能存在节理、裂隙等缺陷，台阶式开采可通过分层控制降低岩体应力集中风险，减少滑坡概率。
为了进一步的对露天矿山进行全方位的监控工作，减少滑坡等灾害造成的损害，目前常用的解决方式为构建与露天矿山相同的三维模拟立体矿山模型，构建与露天矿山相同的三维模拟立体矿山模型的工作方式为：对露天矿山进行无人机遍历拍摄，形成三维立体矿山图像，并在三维立体矿山图像上标记出不同的台阶平台高度，将模拟生成的三维立体矿山图像与实际的露天矿山进行一比一的复制。
[0003]但是上述在三维立体矿山图像上标记出不同的台阶平台高度时，大多采用无人机按照不同的高度环飞来测得不同的台阶平台高度，需要花费大量的时间，且复杂气象条件(如强风、低温)会加剧飞行姿态扰动，导致失稳风险，无人机很难维持同一高度进行大直径的环飞，因此在气象不稳定时，无人机会产生上下浮动，从而使得测得的台阶平台高度的误差增大。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种露天矿山平台标高网格式测定方法，以解决现有技术中三维立体矿山图像上标记出不同的台阶平台高度时，大多采用无人机按照不同的高度环飞来测得不同的台阶平台高度，无人机很难维持同一高度进行大直径的环飞，因此在气象不稳定时，无人机会产生上下浮动，从而使得测得的台阶平台高度的误差增大的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种露天矿山平台标高网格式测定方法，包括以下步骤：
步骤100、在露天矿山包围区域内构建地球坐标系，确定无人机对露天矿山首次航测时的起始位置，确定该无人机在航测时相对所述地球坐标系的坐标值;
步骤200、设定无人机按照曲线航线移动，且沿着曲线航线移动过程中拍摄该航线的矿面图像并获取矿面相对所述地球坐标系的斜坡坐标以及平台坐标，构建该曲线航线形成的断续式矿山三维模型，在所述断续式矿山三维模型上每个所述矿面图像的两侧形成竖向网线，且在所述断续式矿山三维模型上每个矿山平台的同一标高平台形成横向网线;
步骤300、调控无人机下一次的曲线航线与上一次的曲线航线之间的水平向间隔，且调控无人机按照曲线航线航行，使得无人机相邻两次曲线航线具有交叉点，在所述断续式矿山三维模型中补入下一次曲线航线获取的矿面信息，直至形成矿面图像间隔均匀的断续式矿山三维模型;
步骤400、通过插值方式将同一高度的相邻两个所述矿面图像，以及相邻两个所述矿面图像对应的斜坡坐标以及平台坐标进行插值补充，直至形成完整的露天矿山三维模型。
[0006]作为本发明的一种优选方案，在所述步骤100中，预设所述地球坐标系的原点位置，将无人机移动至所述地球坐标系的原点位置，并确定此时无人机的GPS坐标，将该GPS坐标设定为所述地球坐标系的原点;
选定无人机首次航测时的起始位置，将无人机的实时GPS坐标转化为无人机在所述地球坐标系的实时坐标位置。
[0007]作为本发明的一种优选方案，在所述步骤200中，所述无人机按照正弦曲线路径进行航飞，形成曲线航线，且所述无人机按照曲线航线飞行时拍摄露天矿山矿面图像，并获取该露天矿山矿面图像内的斜面测量点相对于无人机的经纬度，以及矿山平台测量点相对于无人机的经纬度;
将所述露天矿山矿面图像内的斜面测量点相对于无人机的经纬度，以及矿山平台测量点相对于无人机的经纬度，转化为相对地球坐标系的三维坐标，所述地球坐标系内形成密集点三维模型;
将拍摄的露天矿山矿面图像拼接到密集点三维模型内，形成含有矿面图像的断续式矿山三维模型。
[0008]作为本发明的一种优选方案，获取该露天矿山矿面图像内的斜面测量点相对于无人机的经纬度，以及矿山平台测量点相对于无人机的经纬度的实现方法为：
以无人机本体构建机体坐标系，在无人机本体上的激光发射点发射测试激光，确定测试激光与所述机体坐标系的XY平面的倾斜角度以及激光发射点相对于机体坐标系的三维坐标值，测试激光经过露天矿山的矿面反射后被无人机接收，以确定所述测试激光的单程长度;
基于所述测试激光的单程长度，测试激光与所述机体坐标系的XY平面的倾斜角度以及所述激光发射点在所述机体坐标系的经纬度，确定所述测试激光在所述露天矿山的矿面反射点在所述机体坐标系对应的反射点位经纬度;
根据所述反射点位经纬度的纬度变化规律，将所述露天矿山的矿面反射点分为矿山斜面反射点和矿山平台反射点，其中，将纬度值处于同一高度的反射点位作为矿山平台反射点，将纬度值与矿山平台反射点差异大的反射点位作为矿山斜面反射点。
[0009]作为本发明的一种优选方案，将所述露天矿山矿面图像内的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的经纬度，转化为地球坐标系相对的三维坐标的实现方法为：
确定无人机本体的GPS坐标转化为地球坐标的三维坐标的坐标转换矩阵;
将所述露天矿山的矿山斜面反射点相对于无人机的经纬度值，按照坐标转换矩阵对应转换为矿山斜面反射点在所述地球坐标系的三维坐标值，且将所述矿山平台反射点相对于无人机的经纬度值，按照坐标转换矩阵对应转换为矿山平台反射点在所述地球坐标系的三维坐标值;
将所述无人机沿着所述曲线航线进行监控时获取的矿山斜面反射点在所述地球坐标系的三维坐标值，以及矿山平台反射点在所述地球坐标系的三维坐标值集成到所述地球坐标系内，对所述矿山平台反射点和矿山斜面反射点的三维坐标值进行数据拟合后，形成仅包含点位坐标的密集点三维模型。
[0010]作为本发明的一种优选方案，将拍摄的露天矿山矿面图像拼接到密集点三维模型内，形成含有矿面图像的断续式矿山三维模型的实现方式为：
同步触发无人机拍摄露天矿山矿面图像、无人机发射测试激光以及获取无人机当前的GPS坐标，将每次拍摄露天矿山矿面图像时对应的无人机发射测试激光的获取的矿山斜面反射点以及矿山平台反射点在所述地球坐标系的三维坐标值集成到同一个监控集合内;
从同一个所述监控集合内提取到矿山斜面反射点以及矿山平台反射点在所述地球坐标系的三维坐标值集成到所述地球坐标系内，并且将该集合内的露天矿山矿面图像进行图像处理后，按照图像的特征与坐标值对齐方式将露天矿山矿面图像粘贴在所述密集点三维模型内，生成断续式矿山三维模型。
[0011]作为本发明的一种优选方案，按照图像的特征与坐标值对齐方式，将露天矿山矿面图像粘贴在所述密集点三维模型内的实现方式为：
将无人机按照曲线航线拍摄得到的相邻两个监控集合内的露天矿山矿面图像依次进行拼接;
将拼接后的露天矿山矿面图像进行二值化处理，以识别出所述露天矿山矿面图像中的矿山平台对应的棱边;
确定所述露天矿山矿面图像对应的监控集合，以所述监控集合中表示矿山平台反射点的坐标值为索引，将所述露天矿山矿面图像中表示矿山平台对应的棱边对应粘贴到所述密集点三维模型内，形成包含矿山坐标信息和图像信息的断续式矿山三维模型;
在所述断续式矿山三维模型上每个所述矿面图像的两侧形成竖向网线，且在所述断续式矿山三维模型上每个矿山平台的同一标高平台形成横向网线。
[0012]作为本发明的一种优选方案，在所述步骤300中，无人机按照首次航飞规划的曲线航线绕露天矿山环飞，基于所述无人机在所述地球坐标系的三维坐标值实时确定所述无人机的飞行位置;
在无人机航飞至首次航飞规划的曲线航线的终点后，调控无人机按照下一次的曲线航线进行航飞，相邻两次曲线航线之间具有重叠点位;
基于无人机在下一次曲线航线进行航飞时在重叠点位测得的矿山斜面反射点和矿山平台反射点对应在所述地球坐标系的三维坐标值，计算无人机当前航飞监控时得到的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值的误差系数，将当前沿曲线航线测得的所有矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值进行校正;
将校正后的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值，以及无人机航拍的露天矿山矿面图像补入到所述断续式矿山三维模型上;
重复上述步骤，直至无人机按照规划的所有曲线航线依次进行航飞监控，直至形成矿面图像间隔均匀的断续式矿山三维模型。
[0013]作为本发明的一种优选方案，计算无人机当前航飞监控时的误差系数的实现方式为：
确定无人机本体在当前曲线航线与该次以前的曲线航线中存在的相同三维坐标值;
确定该无人机本体在当前曲线航线该位置测量的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值，并确定该无人机本体在上一次曲线航线的该位置测量的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值;
计算无人机本体在当前曲线航线该位置测量的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的x轴上的误差系数，无人机本体在当前曲线航线该位置测量的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的y轴上的误差系数，以及无人机本体在当前曲线航线该位置测量的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的z轴上的误差系数;
将无人机沿着当前曲线航线得到的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值通过上述误差系数进行校正，补入到断续式矿山三维模型内。
[0014]作为本发明的一种优选方案，在所述步骤400中，矿面图像间隔均匀的断续式矿山三维模型上存在同一平台高度范围的矿山平台;
按照从上到下或者从下到上的顺序依次识别出所述断续式矿山三维模型的处于同一矿山平台的矿山平台反射点;
基于相邻两个矿山平台的矿山平台反射点在地球坐标系的三维坐标值，按照插值方式分别对相邻两个矿山平台之间的区域进行坐标值插值补充，直至将处于同一矿山高度范围的所有矿山平台之间的区域填充形成完整的矿山平台;
基于相邻两个矿山平台的露天矿山矿面图像的像素特征，按照插值方式分别对相邻两个露天矿山矿面图像之间的区域进行像素插值补充，形成完整的矿山三维模型。
[0015]本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明使用无人机航测时，并不是按照常规的同一高度环飞监控拍摄露天矿山的矿面图像，以及按照同一高度环飞监控露天矿山的斜面高度以及平台高度，而是将无人机按照正弦曲线航线进行航测，按照从下到上以及从上到下的顺序循环进行矿山矿面的监控工作，且通过多次重复且具有横向间隔的正弦曲线航线进行多次航测后，能够得到该露天矿山横向等距的矿面图像以及矿面坐标，通过将同一高度范围的两个相邻矿面图像以及矿面坐标进行插值处理，能够得到该露天矿山的整体三维模型，以及每个台阶的平台高度，形成包含平台高度的三维模型的建模时间短。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0017]图1为本发明实施例的网格式测定方法的流程示意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]如图1所示，本发明提供了一种露天矿山平台标高网格式测定方法，包括以下步骤：
步骤100、在露天矿山包围区域内构建地球坐标系，确定无人机对露天矿山首次航测时的起始位置，确定该无人机在航测时相对所述地球坐标系的坐标值;
步骤200、设定无人机按照曲线航线移动，且沿着曲线航线移动过程中拍摄该航线的矿面图像并获取矿面相对所述地球坐标系的斜坡坐标以及平台坐标，构建该曲线航线形成的断续式矿山三维模型，在所述断续式矿山三维模型上每个所述矿面图像的两侧形成竖向网线，且在所述断续式矿山三维模型上每个矿山平台的同一标高平台形成横向网线;
步骤300、调控无人机下一次的曲线航线与上一次的曲线航线之间的水平向间隔，且调控无人机按照曲线航线航行，使得无人机相邻两次曲线航线具有交叉点，在所述断续式矿山三维模型中补入下一次曲线航线获取的矿面信息，直至形成矿面图像间隔均匀的断续式矿山三维模型;
步骤400、通过插值方式将同一高度的相邻两个所述矿面图像，以及相邻两个所述矿面图像对应的斜坡坐标以及平台坐标进行插值补充，直至形成完整的露天矿山三维模型。
[0020]现有对露天矿山的平台标高测定方式，大多通过无人机航测、GNSS大范围快速采集以及地面激光扫描的一种或者多种组合方式实现，本实施方式仅仅使用无人机航测方式进行初步的露天矿山的网格状三维建模，而对于平台标高的数据校正和数据确认工作，可以进一步通过地面激光扫描或者GNSS大范围快速采集实现。
[0021]本实施方式使用无人机航测时，并不是按照常规的同一高度环飞监控拍摄露天矿山的矿面图像，以及按照同一高度环飞监控露天矿山的斜面高度以及平台高度，而是将无人机按照正弦曲线航线进行航测，按照从下到上以及从上到下的顺序循环进行矿山矿面的监控工作，且通过多次重复且具有横向间隔的正弦曲线航线进行多次航测后，能够得到该露天矿山横向等距的矿面图像以及矿面坐标，通过将同一高度范围的两个相邻矿面图像以及矿面坐标进行插值处理，能够得到该露天矿山的整体三维模型，以及每个台阶的平台高度，形成包含平台高度的三维模型的建模时间短。
[0022]另外，为了避免由于气象条件对无人机监测数据的影响，按照正弦曲线进行环山监控时，无人机在后续按照正弦曲线航线飞行时，存在与之前的正弦曲线航线的重叠交叉点，基于该重叠交叉点的三维坐标值计算误差系数，从而对该次曲线航线测得的数据进行校正，降低测量误差，而按照不同高度环飞测得的斜面高度和平台高度没有交叉点，导致确定上一次的测量数据与下一次测量数据之间是否存在偏差，无法形成误差系数进行纠偏，因此，本实施方式对整个露天矿山的平台标高建模时间短，且能够降低测量误差，通过同一测量位置在上一次的测量数据与下一次测量数据对应的偏差进行自动纠偏。
[0023]在步骤100中，预设地球坐标系的原点位置，将无人机移动至地球坐标系的原点位置，并确定此时无人机的GPS坐标，将该GPS坐标设定为地球坐标系的原点。
[0024]选定无人机首次航测时的起始位置，将无人机的实时GPS坐标转化为无人机在地球坐标系的实时坐标位置。
[0025]地球坐标系是使用三维球面来定义地球表面位置，以实现通过经纬度对地球表面点位引用的坐标系，因此，无人机在航测时，基于无人机自带的GPS系统测得的GPS坐标，能够确定该无人机在地球坐标系的实时坐标位置。
[0026]另外，无人机沿着正弦曲线进行航测时，用于获取矿面图像以及矿山的斜面高度和平台高度，假使无人机的起始点在矿山底部，则无人机从下到上曲线航飞时，基于无人机的GPS坐标能够确定其在地球坐标系的实时坐标位置，然后以无人机本体构建机体坐标系，根据无人机测得的斜面测量点以及矿山平台测量点在机体坐标系的经纬度，确定上述斜面测量点以及矿山平台测量点在地球坐标系的实时坐标位置，从而可以确定斜面测量点以及矿山平台测量点相对于地面的高度。
[0027]在步骤200中，无人机按照正弦曲线路径进行航飞，形成曲线航线，且无人机按照曲线航线飞行时拍摄露天矿山矿面图像，并获取该露天矿山矿面图像内的斜面测量点相对于无人机的经纬度，以及矿山平台测量点相对于无人机的经纬度;
将露天矿山矿面图像内的斜面测量点相对于无人机的经纬度，以及矿山平台测量点相对于无人机的经纬度，转化为斜面测量点和矿山平台测量点相对于地球坐标系的三维坐标，地球坐标系内形成密集点三维模型。
[0028]将拍摄的露天矿山矿面图像拼接到密集点三维模型内，形成含有矿面图像的断续式矿山三维模型。
[0029]在本实施方式中，无人机按照正弦曲线航飞时，能够同时获取矿山矿面图像以及矿面上的斜面和台阶平台相对于地球坐标系的三维坐标值，由于无人机按照正弦曲线航飞时，仅能得到该正弦曲线上的矿山矿面图像碎片，仅此，结合矿山矿面图像碎片和斜面测量点和矿山平台测量点相对于地球坐标系的三维坐标，仅仅能得到断续式矿山三维模型，而并不是完整的矿山三维模型。
[0030]本实施方式通过调控无人机按照具有横向间隔的多个正弦曲线航线飞行时，能够逐步在断续式矿山三维模型上增加矿山矿面图像碎片，以及该矿山矿面图像碎片上对应的斜面测量点三维坐标值和矿山平台测量点三维坐标值，然后在同一高度范围的矿山矿面图像碎片、斜面测量点三维坐标值和矿山平台测量点三维坐标值进行差值处理，可以得到模拟的完整的矿山三维模型。
[0031]获取该露天矿山矿面图像内的斜面测量点相对于无人机的经纬度，以及矿山平台测量点相对于无人机的经纬度的实现方法为：
以无人机本体构建机体坐标系，在无人机本体上的激光发射点发射测试激光，确定测试激光与机体坐标系的XY平面的倾斜角度以及激光发射点相对于机体坐标系的三维坐标值，测试激光经过露天矿山的矿面反射后被无人机接收，以确定测试激光的单程长度。
[0032]基于测试激光的单程长度，测试激光与机体坐标系的XY平面的倾斜角度以及激光发射点在机体坐标系的经纬度，确定测试激光在露天矿山的矿面反射点在机体坐标系对应的反射点位经纬度。
[0033]根据反射点位经纬度的纬度变化规律，将露天矿山的矿面反射点分为矿山斜面反射点和矿山平台反射点，其中，将纬度值处于同一高度的反射点位作为矿山平台反射点，将纬度值与矿山平台反射点差异大的反射点位作为矿山斜面反射点。
[0034]本实施方式通过使用无人机发射测试激光的方式，来确定露天矿山的矿面反射点相对于无人机的经纬度，然后，将经纬度转化为相对地球坐标系的三维坐标值。
[0035]其中，将激光发射点处于无人机的机体坐标系的YZ平面时，则矿山平台反射点和矿山斜面反射点的经度与无人机的经度相同，基于测试激光的单程长度，测试激光与机体坐标系的XY平面的倾斜角度以及激光发射点在机体坐标系的纬度。
[0036]将露天矿山矿面图像内的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的经纬度，转化为地球坐标系相对的三维坐标的实现方法为;
确定无人机本体的GPS坐标转化为地球坐标的三维坐标的坐标转换矩阵;
将露天矿山的矿山斜面反射点相对于无人机的经纬度值，按照坐标转换矩阵对应转换为矿山斜面反射点在地球坐标系的三维坐标值，且将矿山平台反射点相对于无人机的经纬度值，按照坐标转换矩阵对应转换为矿山平台反射点在地球坐标系的三维坐标值;
将无人机沿着曲线航线进行监控时获取的矿山斜面反射点在地球坐标系的三维坐标值，以及矿山平台反射点在地球坐标系的三维坐标值集成到地球坐标系内，对矿山平台反射点和矿山斜面反射点的三维坐标值进行数据拟合后，形成仅包含点位坐标的密集点三维模型。
[0037]将拍摄的露天矿山矿面图像拼接到密集点三维模型内，形成含有矿面图像的断续式矿山三维模型的实现方式为：
同步触发无人机拍摄露天矿山矿面图像、无人机发射测试激光以及获取无人机当前的GPS坐标，将每次拍摄露天矿山矿面图像时对应的无人机发射测试激光的获取的矿山斜面反射点以及矿山平台反射点在地球坐标系的三维坐标值集成到同一个监控集合内;
从同一个监控集合内提取到矿山斜面反射点以及矿山平台反射点在地球坐标系的三维坐标值集成到地球坐标系内，并且将该集合内的露天矿山矿面图像进行图像处理后，按照图像的特征与坐标值对齐方式粘贴在密集点三维模型内，生成断续式矿山三维模型。
[0038]本实施方式将每次触发拍摄的露天矿山矿面图像，与该次拍摄获取的矿山斜面反射点以及矿山平台反射点在地球坐标系的三维坐标值，以及每次拍摄露天矿山矿面图像的无人机在地球坐标系的三维坐标值集成到同一个集合内。
[0039]将矿山斜面反射点以及矿山平台反射点在地球坐标系的三维坐标值集成到地球坐标系后，获取拍摄图像中的台阶平台特征，将台阶平台特征与矿山平台反射点的坐标对齐，从而生成包含图像信息的断续式矿山三维模型。
[0040]按照图像的特征与坐标值对齐方式，将露天矿山矿面图像粘贴在密集点三维模型内的实现方式为：
将无人机按照曲线航线拍摄得到的相邻两个监控集合内的露天矿山矿面图像依次进行拼接;
将拼接后的露天矿山矿面图像进行二值化处理，以识别出露天矿山矿面图像中的矿山平台对应的棱边;
确定露天矿山矿面图像对应的监控集合，以监控集合中表示矿山平台反射点的坐标值为索引，将露天矿山矿面图像中表示矿山平台对应的棱边对应粘贴到密集点三维模型内，形成包含矿山坐标信息和图像信息的断续式矿山三维模型;
在断续式矿山三维模型上每个矿面图像的两侧形成竖向网线，且在断续式矿山三维模型上每个矿山平台的同一标高平台形成横向网线。
[0041]在步骤300中，无人机按照首次航飞规划的曲线航线绕露天矿山环飞，基于无人机在地球坐标系的三维坐标值实时确定无人机的飞行位置。
[0042]在无人机航飞至首次航飞规划的曲线航线的终点后，调控无人机按照下一次的曲线航线进行航飞，相邻两次曲线航线之间具有重叠点位。
[0043]基于无人机在下一次曲线航线进行航飞时在重叠点位测得的矿山斜面反射点和矿山平台反射点对应在地球坐标系的三维坐标值，计算无人机当前航飞监控时得到的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值的误差系数，将当前沿曲线航线测得的所有矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值进行校正。
[0044]将校正后的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值，以及无人机航拍的露天矿山矿面图像补入到断续式矿山三维模型上。
[0045]重复上述步骤，直至无人机按照规划的所有曲线航线依次进行航飞监控，直至形成矿面图像间隔均匀的断续式矿山三维模型。
[0046]计算无人机当前航飞监控时的误差系数的实现方式为：
确定无人机本体在当前曲线航线与该次以前的曲线航线中存在的相同三维坐标值;
确定该无人机本体在当前曲线航线该位置测量的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值，并确定该无人机本体在上一次曲线航线的该位置测量的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值;
计算无人机本体在当前曲线航线该位置测量的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的x轴上的误差系数，无人机本体在当前曲线航线该位置测量的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的y轴上的误差系数，以及无人机本体在当前曲线航线该位置测量的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的z轴上的误差系数;
将无人机沿着当前曲线航线得到的矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值通过上述误差系数进行校正，然后补入到断续式矿山三维模型内。
[0047]由于无人机在后曲线航线与在前曲线航线之间存在重叠交叉点，通过对比重叠交叉点对应的三维坐标值的误差系数，可以对无人机该次航测得到的所有矿山斜面反射点和矿山平台反射点的三维坐标值进行校正，从而提高测量数据的准确度。
[0048]在步骤400中，矿面图像间隔均匀的断续式矿山三维模型上存在同一平台高度范围的矿山平台。
[0049]按照从上到下或者从下到上的顺序依次识别出断续式矿山三维模型的处于同一矿山平台的矿山平台反射点。
[0050]基于相邻两个矿山平台的矿山平台反射点在地球坐标系的三维坐标值，按照插值方式分别对相邻两个矿山平台之间的区域进行坐标值插值补充，直至将处于同一矿山高度范围的所有矿山平台之间的区域填充形成完整的矿山平台。
[0051]基于相邻两个矿山平台的露天矿山矿面图像的像素特征，按照插值方式分别对相邻两个露天矿山矿面图像之间的区域进行像素插值补充，形成完整的矿山三维模型。
[0052]空间测量数据插值常用方法主要包括反距离加权法(IDW)、克里金法(Kriging)、样条插值法、趋势面分析、自然邻域法、泰森多边形法、径向基函数法(RBF)等，本实施方式基于图像像素点插值以及坐标插值的特征，来选择不同的插值方式。
[0053]以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
说明书附图(1)
