油气探井平台部署是工程物探中一项庞大、复杂的系统性工程，受多方面因素的影响。探井平台位置部署主要取决于储层目标位置，受探井周边水文、地质、地形、交通、人文社会环境、钻井工艺水平、平台工程建设难度等影响[1]。中国西南部四川盆地盆周边缘某探区的面积约9 500 km2，页岩气资源丰富，近10年探明储量超过1 万亿m3。但探区地形恶劣、植被茂盛、交通匮乏、室内设计部署不合理，探区平台井位部署、勘定工作效率低下，工作人员面临较大安全风险。造成工作效率低下的另一个原因为室内部署设计使用的基础测绘地理信息图件、资料的现势性差、分辨率低（如10年前的地形图、交通图，2~5 m分辨率的卫星遥感影像图、15~30 m采样率的数字高程模型），造成探井井位位置部署不合理、工程评估出现较大偏差，降低井位部署野外勘定工作效率和成功率。迫切需要精度高、现势性好、信息丰富准确的基础地理信息的支撑。目前，无人机低空航摄及其3D建模技术是解决此类问题的最佳方案之一。1技术原理及方法1.1技术原理研究采用倾斜摄影测量3D建模技术原理[2-3]。倾斜摄影测量改变正射影像只能从垂直角度拍摄的技术局限性，在遥感系统平台上搭载多镜头（垂直和倾斜）摄影相机，垂直、倾斜不同的角度采集地面影像，经过解析空中三角测量、区域网联合平差、多视影像匹配、数字表面模型生成、真正射纠正等处理，将每张平差后的倾斜影像数据合成高精度三维模型，实现360°全场景浏览而不失真，为用户提供身临其境的视觉体验。1.2建立大面积正射影像DOM及数字地表模型DSM（1）影像数据的获取。采用垂直起降固定翼无人机系统搭载单镜头航测模块（相机型号：SONY RX1R Ⅱ，有效像素：4 200万，镜头参数：35 mm定焦，分辨率：2 cm@150 m，传感器尺寸：35.9 mm×24.0 mm，机载POS高精度GPS定位装置、支持RTK/PPK融合免像控点测量）。根据相关行业标准、规范和测区地形、成图比例尺、影像成果质量要求设计航线、航摄分区、行高及其他相关参数，对测区进行航空摄影测量获取航拍影像。为提高影像平面及高程精度，按相关规范要求提前布设地面像控点[4-5]。（2）影像资料处理。采用随机套装软件完成影像匀光匀色、POS数据下载、格式转换等预处理；利用Pix4D MapperV4.4完成像片自动拼接、联合地面像控点坐标完成像片配准、像控点加密、空中三角测量、密集点云匹配及生成DEM；利用DEM，结合航拍像片，经过像元辐射校正、微分纠正、精度检核及分幅裁切等后期处理获取正射影像DOM（分辨率达0.1 m）。（3）建立测区地表模型DSM。应用Skyline Global V7.1软件中的Terra Builder模块融合叠加DOM及DEM数据，进行金字塔的创建，生成*.MPT格式三维地形数据体DSM。1.3小范围倾斜摄影3D实景建模技术（1）影像数据的采集。采用多旋翼无人机系统，搭载多镜头倾斜摄影测量模块（相机型号：SONY DSC-RX0，相机数量：5个，传感器尺寸：2.54 cm，有效像素：1 500万×5，镜头参数：7.7 mm，机载POS高精度GPS定位装置：支持RTK/PPK融合免像控点测量）。根据相关行业标准、规范[6-7]和测区地形、成图比例尺、影像成果质量要求，设计航线、航摄分区、行高及其他相关航摄参数，对测区进行倾斜摄影。（2）倾斜影像资料处理及3D建模[8]。使用与获取DOM相同方法进行预处理，利用Skyline Global套件中PhotoMesh Master 3D建模模块导入影像数据、航片POS数据、像控点数据，设置相机参数，完成空三解算、空三加密、三维模型重建、三维模型生成、精度检核、3DML通用格式模型数据转换，构建3D模型。1.4探井井位部署选址、评价技术方法以GIS平台软件为载体（Skyline Global软件中的Terra Explore Pro 模块[9]），以DSM或局部3D模型数据为基础，融合地质图、地震资料解释图、生态红线等栅格、矢量数据，建立平台井位设计部署系统。利用软件强大的多源数据管理和空间分析能力（如分类分层管理、图层叠加、海量2D/3D图像浏览、空间对象查询、空间距离量测、三维地形等高线分析、坡度分析、地形剖面分析、最佳路径分析、挖填方分析、点、线、面、体空间对象创建等），按照井位部署地面勘定评价标准（如坡度、起伏度等地表地形条件，单、双、多井平台占地面积，路网分布、路面宽度等交通状况，钻井平台距河流、湖泊、水库、民房、学校、场镇、厂矿、铁路、高压线等安全距离要求），识别探区潜在的探井平台位置，进行分析、评估和优选。23D建模技术在探井井位部署中的应用及效果分析（1）真地表三维地形数据DSM在大区域探井初定的应用及效果分析。近两年，探区根据油气勘探开发整体部署要求，利用无人机低空航摄对整个探区按计划分步完成影像数据的采集和更新。获取高分辨率DOM（GSD 10 cm）和DEM（采样率0.1 m×0.1 m），利用3D建模技术建立整个探区地表三维模型DSM（平面精度优于0.2 m，高程精度优于2 m）。探区内道路交通、房屋建筑、河流湖泊、耕地农田、植被作物、裸露管线等地物清晰可辨、位置准确。局部正射影像DOM及地表3D模型DSM效果如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.02.004.F001图1局部正射影像DOM及地表3D模型DSM效果利用设计方法、技术流程，对探区室内勘选（或携带数据体、平板电脑现场勘选）180口井位平台，经野外现场勘验评价，采用153口，符合采纳率达85%。外业勘定累积历时45 d，在相同工作量、类似环境条件下减少36 d，外业勘定效率提高75%，井位平台部署的成功率、安全性也得到提高。3D地形模型环境下，根据DSM高程数据，设置合适的等高距、坡度比颜色（10 m等高距可以获取最佳显示效果，便于人眼判断）自动生成等高线及坡度图层，等高线越稀、坡度比颜色越浅，表明地形越平坦，结合探井平台面积、交通条件、安全距离等评估勘定标准，分析确定其是否为潜在探井平台。等高线、地形坡度初选潜在井位平台如图2所示。根据目标范围初选、钻井平台环评、探区钻井平台选址部署如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.02.004.F002图2等高线、地形坡度初选潜在井位平台10.19301/j.cnki.zncs.2022.02.004.F003图3根据目标范围初选、钻井平台环评、探区钻井平台选址部署（2）局部倾斜摄影3D建模技术在钻井平台部署详评、工程设计中的应用及效果分析。探区于2020年6月对宜1001、1002、1003井、桃花1井、中原4井等重点关注区域开展多镜头倾斜摄影3D建模（面积500 m×500 m，影像分辨率0.03 m，平面精度0.03 m，高程精度0.1 m）。与单镜头正射影像和DSM模型相比，井场3D模型的地物地貌刻画更精细，文理更清晰，在3D模型环境下，无极缩放浏览无扭曲变形。单镜头航摄的劣势为航片数据缺失多方位、不同角度的侧面影像数据，航片在航向、旁向重叠度低于多镜头倾斜航片，多镜头倾斜3D建模精度明显优于单镜头DSM。正射影像三维地形DSM与倾斜摄影3D建模效果对比如图4所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.02.004.F004图4正射影像三维地形DSM与倾斜摄影3D建模效果对比图4中左侧单镜头航拍地表模型是将地物、树冠等顶部纳入DSM数据的效果，右侧为多镜头倾斜航摄3D建模效果。在直观真实详尽的3D环境下进行量测及空间操作分析，为平台选址、环评、房屋拆迁，道路扩建、平台修建、输油气管线等工程设计、成本核算、钻前-中-后环评追踪等提供依据和精准设计。基于倾斜摄影测量3D模型的空间分析如图5所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.02.004.F005图5基于倾斜摄影测量3D模型的空间分析对10年前废弃老井（桃花1井）的井场及周边进行倾斜摄影3D建模，组织专家评估是否利用旧址重新钻井。按照页岩气钻井平台建设相关环评要求，半径300 m范围内需无民房居民，按国家及地方相关赔付标准，房屋拆迁费已超预算。专家组最终决定放弃此方案并在附近另选位置修建。环评及拆迁评估如图6所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.02.004.F006图6环评及拆迁评估3结语无人机低空航摄以作业安全高效、成果质量可靠、产品信息丰富、场景形态逼真等优势受到相关行业、领域的关注。本研究利用无人机低空航摄3D建模技术构建区域或局部真地表三维数字模型，结合GIS强大的空间分析能力，足不出户实现探井平台优选及部署，提高井位部署的可靠性、安全性和工作效率，为类似工程建设提供了借鉴和参考。在实际工程设计应用中，为兼顾航拍数据质量、精度、成本、效率，可以利用无人机低空航摄技术提供两类航拍数字成果，满足工程建设不同阶段对地理信息数据的需求。正射影像DOM及地表模型DSM的生产效率高、成本低、质量精度较高，适用于大区域探井、厂址、电站、水库选址初定、道路、管线、引水沟渠设计等；局部小范围倾斜摄影测量3D建模，生产效率相对较低、成本较高、质量精度佳，适用于重点领域、重要对象如钻井平台、厂矿、城市功能区建设详评、具体设计等。