攝影測量與遙感技術在工程測量中應用

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摘要：測繪技術對建筑工程施工質量具有重要的影響，它涉及施工前期的勘探設計、中期的施工定位以及后續(xù)的竣工檢測等工作。傳統(tǒng)的測繪技術存在效率低、誤差大等問題，而攝像測量和遙感技術能夠有效提高施工效率及施工質量?；诖?，本文分析了攝影測量與遙感技術在工程測量中的意義，提出了這兩種測繪技術在建筑面積核算、土方測量等建筑工程領域的應用要求，以期為建筑行業(yè)相關工作人員提供參考。

關鍵詞：攝影測量；遙感；工程測量；無人機遙感

測量需要借助無人機或衛(wèi)星，它能夠在遠離目標單位的情況下完成高精度、高效率的測繪工作。攝影測量是借助無人機攝錄圖像開展測繪工作的重要技術，它能夠通過技術手段來快速處理圖像數(shù)據(jù)，它對建筑工程測量具有積極意義。在測繪技術不斷發(fā)展的過程中，攝影測量和遙感技術的測量精度及測量范圍都得到了顯著提高和擴大。與傳統(tǒng)測繪技術相比，攝影測量與遙感技術具有更大優(yōu)勢，它們是提高建筑施工效率和質量的重要技術手段。

1攝影測量與遙感技術在工程測量中的意義

在應用遙感、攝影測量這類測繪新技術的過程中，工作人員不僅能夠借助傳感器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和傳輸，還能夠借助地面控制臺將圖像數(shù)據(jù)轉換為可以測量計算的電腦模型。遙感和攝影測量技術具有存儲容量大、測量精度高、范圍廣以及效率高等性能優(yōu)勢，它們能夠有效縮短建筑工程施工周期，對于加快工程進度、減少施工成本具有積極意義。[1]在攝影測量與遙感技術的支持下，測繪人員無須攜帶設備到達現(xiàn)場，并且能夠在不影響周邊環(huán)境的情況下完成快速測量工作。另外，攝影測量與遙感技術在施工區(qū)域監(jiān)控方面也具有一定作用。在一些建筑工程的施工區(qū)域相對惡劣的環(huán)境中，攝影測量與遙感技術能夠借助無人機完成人力難以完成的各項高精度測繪任務，從而解決了建筑工程在惡劣工況中的測繪難題。

2無人機攝影測量技術在規(guī)劃竣工測量中的應用

2.1無人機攝影測量的作業(yè)流程

2.1.1航線規(guī)劃設計。在攝影測量之前，工作人員需要做好無人機航線的規(guī)劃工作，工作內容主要涉及航攝分區(qū)劃分、比例尺確定、航速航高控制等方面。在分區(qū)劃分方面，工作人員需要結合建筑工程現(xiàn)場地形做好區(qū)域劃分工作，以確保地形起伏不會影響攝錄影像的精度。[2]在比例尺確定方面，工作人員需要綜合考慮成本、周期、精度等因素，避免因比例尺過大而影響工作效率或因比例尺過低而影響測量精度。在航高設計方面，工作人員需要考慮相機參數(shù)、地面分辨率等因素，并且結合重疊度、比例尺等相關要求來控制航高。在航速控制方面，工作人員需要結合影像清晰度要求來合理設計航速，同時做好其他建筑遮擋物的規(guī)避工作。在航攝時間方面，工作人員應該盡可能在大氣透明度好的晴天開展作業(yè)，避免在惡劣天氣以及正午前后2小時開展作業(yè)。在實際操作時，航線設計人員需要基于分辨率、重疊度以及高程標準來做好相機選型、航高計算、攝影基線測量等工作，以確保建筑工程被測區(qū)域得到整體覆蓋。2.1.2外業(yè)數(shù)據(jù)采集。在數(shù)據(jù)采集期間，工作人員需要提前通過試飛、試攝來做好動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等設備參數(shù)的調整確認工作，并且將航線相關數(shù)據(jù)導入控制系統(tǒng)中，以確保無人機按要求航攝。在實際工作期間，工作人員需要確保起降場地平坦無異物，并且做好航拍無人機順序和架次的安排工作。同時，工作人員需要嚴格監(jiān)測無人機的軌跡、速度和高度，并且結合攝像質量和數(shù)量進行調整，必要時可以更改飛行計劃。[3]2.1.3像控點布設與施測。在像控點布設期間，工作人員需要聯(lián)測相同位置的高程、平面點；在測區(qū)，工作人員可以擺脫單個圖幅限制，結合航線做好像控點統(tǒng)一布設工作；在困難區(qū)域，工作人員需要設置相應的標記，通過提高刺點精度來保證控制點的可靠性；像控點需要避免布置在低于相片邊緣1cm的區(qū)域，避免因邊緣畸變而影響刺點精度；為保證控制點位置的標志性，像控點需要盡可能設置在與旁向、三片重疊的中間部位。在相片上，像控點應盡可能設置在方位線與像主點的垂直線附近。2.1.4空中三角測量空三加密作業(yè)流程極具系統(tǒng)化特征，該作業(yè)需要結合控制點坐標來完成影像的外方位、未知點坐標的求解工作，實現(xiàn)模型的定向，并為后續(xù)的測繪工作提供支持。該項作業(yè)的精度直接關系到測繪結果的質量。因此，工作人員需要借助相關軟件來開展相關工作。

2.2無人機攝影測量在建筑面積核算測量中的應用

2.2.1高度測量。在建筑工程測繪期間，工作人員通常配合應用多種測繪技術。在建筑高度測量期間，本文將攝影測量技術與全站儀、激光測距儀、鋼尺等相結合來完成對邊測量、三角高程測量、水準測量等各項工作。[4]穹頂高度是建筑工程高度測量中的難點，為了驗證無人機攝影測量的測繪精度，工作人員需要將無人機測繪結果與全站儀的對邊測量結果以及電磁波測距儀的三角高程測量結果進行對比。為了確保穹頂高度測量結果的可靠性，在測量結果不超過100mm的情況下，工作人員可以借助覘標高法和變換儀器高兩種方式來完成三角高程測量工作，將這兩種方式的測量結果平均值作為測量結果。在對邊測量期間，工作人員應做好全站儀觀測角度的調整工作。為了避免與目標存在較大高差，工作人員需要將全站儀設置在建筑周邊，從而進一步增強測量結果的可靠性。在無人機攝影測量期間，工作人員需要通過空間后方交會模型來完成相近參數(shù)的校驗工作，利用空三加密軟件進行無人機航空影像區(qū)域網(wǎng)平差，根據(jù)無人機建立的數(shù)據(jù)模型來完成高度精準測量工作。三種方法的測量結果如表1所示。2.2.2輪廓測量與面積核算。在建筑工程面積核算期間，工作人員需要做好分層、分棟計算和功能保證工作。另外，工作人員需要核驗相關尺寸參數(shù)，避免各尺寸參數(shù)之間存在矛盾，以確保套內軸線以及外框等邊長能夠有效閉合。在實際測量時，工作人員必須嚴格按照相關標準進行測量作業(yè)。結合輪廓模型計算的建筑面積如表2所示。我們通過對比可以發(fā)現(xiàn)，無人機攝影測量的精度結果介于三維激光測量和全站儀測量之間。無人機攝影測量在保持較高測量精度的同時，無須耗費過多的人力資源，工作效率更高。

3基于無人機低空遙感技術的土方測量

無人機遙感測量技術在建筑工程測量中具有重要作用，筆者重點論述了土方測量的技術要點。土方測量的工作任務是，計算設計標高與地面之間的體積。一般來說，工作人員首先需要將測量區(qū)域劃分成塊狀，然后借助數(shù)學模型來模擬現(xiàn)場地形情況，最后完成土方量的計算求解工作。在無人機遙感技術的支持下，工作人員能夠借助影像數(shù)據(jù)來生產(chǎn)大量點云數(shù)據(jù)，然后結合測量邊界和標高來精確計算土方量。

3.1點云數(shù)據(jù)的獲取

為了得到點云數(shù)據(jù)，工作人員需要從像控點布設、遙感影像拍攝以及數(shù)據(jù)處理三個方面入手。在像控點布設方面，工作人員需要確保土方測量區(qū)域能夠覆蓋像控點，同時避免在成像反差大、高程落差大的區(qū)域設置像控點。工作人員可以采取9點法，借助GNSS-RTK來完成像控點坐標的精準測量工作。在此基礎上，工作人員需要規(guī)劃無人機航線，攝錄遙感影像，確保影像具有較高的重疊度。在數(shù)據(jù)處理方面，工作人員需要借助計算機軟件來求解點云數(shù)據(jù)。

3.2點云數(shù)據(jù)的預處理

在預處理階段，工作人員需要網(wǎng)格化點云數(shù)據(jù)，通過平滑濾波的方式來處理高程異常的數(shù)據(jù)，并且對測區(qū)邊界進行規(guī)則編碼。3.2.1點云網(wǎng)格化。工作人員需要對點云數(shù)據(jù)坐標最值進行取整處理，根據(jù)網(wǎng)格間距完成對網(wǎng)格行列數(shù)的計算，具體公式如下:3.2.2邊界線凸多邊形化。邊界線凸多邊形化如圖1所示。測區(qū)邊界形狀可以借助邊界識別算法轉化為凸多邊形。各頂點的相應標注，有助于工作人員借助相應算法來完成測量計算工作。3.2.3邊界線統(tǒng)一編碼。為了準確表述P1、P2等頂點的相鄰拓撲關系，工作人員需要基于點號、坐標、凸多邊形變化進行編碼處理，以便于后續(xù)分析計算工作的開展。

3.3測量結果分析

借助RTK和無人機遙感技術進行土方測量的結果如表3所示。結果表明，無人機遙感技術能夠更高效地獲取點云數(shù)據(jù)，其不僅具有較高的測量效率，還能夠節(jié)約工程建設成本。隨著土方量的增加，無人機點云數(shù)據(jù)結果的精度和測量效率將大幅度提升。

4結語

綜上所述，攝影測量和遙感技術有助于提高建筑工程測量的效率和精度。在應用兩種技術時，工作人員需要做好像控點布設、空三加密計算等工作，這對工作人員的技能水平的要求較高。在工程建設期間，建筑單位需要積極引進相關技術、設備和人才，推動工程測量技術升級，使建筑施工朝著智能化、數(shù)字化方向發(fā)展。

參考文獻：

[1]蔡華俊,唐濤.探究攝影測量與遙感技術在工程測量中的應用[J].四川水泥,2021(8).

[2]羅士成.工程測量中攝影測量和遙感技術的運用[J].科技資訊,2021,19(20).

[3]賈子誼.基于多源遙感數(shù)據(jù)的城市建筑垃圾堆積體三維變化檢測研究[D].北京:北京建筑大學,2021.

[4]武利平.基于攝影測量與遙感技術的建筑工程測量[J].中國建筑裝飾裝修,2021(2).

作者:汪雪娟 單位:江蘇蘇北土地房地產(chǎn)資產(chǎn)評估測繪咨詢有限公司