地面攝影測(cè)量在變形監(jiān)測(cè)中的精度分析

廖俊　梁繼東　苑志剛

摘 要：隨著建筑行業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，能夠?qū)ㄖ锖偷刭|(zhì)等做出測(cè)量的地面攝影正在在逐步得到施工人員的重視。攝影測(cè)量學(xué)的發(fā)展經(jīng)過(guò)了模擬攝影測(cè)量、解析攝影測(cè)量、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量3個(gè)階段。模擬攝影測(cè)量是利用光學(xué)/機(jī)械投影的方法實(shí)現(xiàn)投影過(guò)程的反轉(zhuǎn)。解析攝影測(cè)量以電子計(jì)算機(jī)為主手段，通過(guò)攝影像片的量測(cè)和解析計(jì)算方法的交匯方式來(lái)研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質(zhì)以及其相互關(guān)系，并提供各種攝影測(cè)量產(chǎn)品的一門科學(xué)。是數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量產(chǎn)品的一門科學(xué)。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是基于攝施工人員對(duì)于地面攝影最關(guān)注的就是它的精確度問(wèn)題。那么，下文對(duì)精確度的的影響因素以及提高精確度的方法做出了分析。

關(guān)鍵詞：地面攝影測(cè)量 精度 控制點(diǎn) 觀測(cè)目標(biāo)

中圖分類號(hào)：P232 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）03（b）-0050-02

地面攝影測(cè)量是變形測(cè)量方法中的一種，它在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用十分廣泛。在監(jiān)測(cè)建筑沉降的程度、建筑物發(fā)生傾斜的程度、對(duì)環(huán)境方面的工程甚至是在考古專業(yè)也可以有所作用。由于它應(yīng)用的區(qū)域十分廣泛所以它的精確度就顯得很重要，在大量的工程應(yīng)用中數(shù)據(jù)必須盡可能地做到精準(zhǔn)。地面攝影測(cè)量是未來(lái)的監(jiān)測(cè)行業(yè)中不可或缺的部分，所以必須共同努力采取正確的措施來(lái)提高精確率。

1 影響精度的基本因素

對(duì)于地面攝影測(cè)量精度的影響主要來(lái)自幾何、物理、數(shù)學(xué)和多余觀測(cè)4個(gè)方面。下文將詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。

（1）影響地面攝影測(cè)量精確度的數(shù)學(xué)模型方面主要來(lái)自于選取的攝影材料不合格。例如攝影機(jī)里的硬片是否足夠平整、攝影機(jī)里軟片安裝對(duì)其壓平并且要有一定的拉力這兩點(diǎn)如果做得不合標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)引起攝影片產(chǎn)生變形還有攝影機(jī)的物鏡是由很多透鏡組合而成，理論上透鏡的中心要在一個(gè)光軸上，但是在制造的過(guò)程中不可能達(dá)到，因此造成的切向畸變對(duì)攝影監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。

（2）由于多種因素而產(chǎn)生的觀測(cè)上數(shù)據(jù)的誤差，在使用儀器測(cè)量坐標(biāo)時(shí)，儀器本身的觀測(cè)準(zhǔn)確度還有工作人員在使用儀器時(shí)的對(duì)儀器的使用方法是否嫻熟以及所處的觀測(cè)地點(diǎn)等這些因素都能對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。

（3）攝像儀的鏡頭焦距是透鏡到焦點(diǎn)的距離，由于鏡頭都是由多個(gè)透鏡組成所以攝像儀自身的特性對(duì)測(cè)量結(jié)果還是有著很大影響的。

（4）在實(shí)際測(cè)量中對(duì)地面攝影數(shù)值精確度有很大影響的是控制點(diǎn)的布局和數(shù)量情況。在測(cè)量的過(guò)程中控制點(diǎn)的數(shù)量越多，一般來(lái)說(shuō)最后測(cè)量的數(shù)據(jù)值也就會(huì)越精確。

（5）攝影過(guò)程中對(duì)攝影器材的選取也很重要。一般來(lái)說(shuō)，攝影器材內(nèi)部設(shè)備的性能直接可以影響測(cè)量的精確度。

2 提高精度的措施

2.1 數(shù)據(jù)處理方法

共線方程光束法平差解一般在建筑行業(yè)檢測(cè)中應(yīng)用比較廣泛，它所計(jì)算出的數(shù)值更加具有說(shuō)服力。那么什么是共線方程呢？共線方程描述了像點(diǎn)a、攝影中心S與地面點(diǎn)A位于同一條直線上。這種方法主要分為近似方法和嚴(yán)密方法，近似方法是通過(guò)對(duì)測(cè)量物運(yùn)用直接觀測(cè)出的數(shù)據(jù)作為測(cè)量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，而嚴(yán)密方法是作用測(cè)量中所測(cè)取的數(shù)據(jù)結(jié)合在一起并取數(shù)據(jù)的平均值作為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。這樣看來(lái)近似方法的數(shù)據(jù)由于是一次測(cè)量的結(jié)果所以比起嚴(yán)密方法所采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)沒(méi)有更強(qiáng)的說(shuō)服力，產(chǎn)生的誤差較大。

2.2 控制點(diǎn)的數(shù)量及其分布

地面攝影測(cè)量的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度與控制點(diǎn)的數(shù)量及其分布情況之間相互影響比較大，在想要測(cè)量數(shù)據(jù)目標(biāo)的區(qū)域內(nèi)，想要使測(cè)量數(shù)據(jù)值達(dá)到最高，那么就要盡可能地讓控制點(diǎn)分布在測(cè)量的區(qū)域內(nèi)，一般來(lái)說(shuō)在測(cè)量的區(qū)域內(nèi)控制點(diǎn)的數(shù)量值與測(cè)量的準(zhǔn)確程度是呈正比的。下面為大家提到關(guān)于誤差的計(jì)算規(guī)律公式：

m2=m2拉+m2攝

2.3 觀測(cè)誤差和觀測(cè)目標(biāo)

觀測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的誤差情況主要包括技術(shù)人員在觀測(cè)過(guò)程中由于自身的技術(shù)水平不夠所產(chǎn)生的誤差還有測(cè)量?jī)x本身設(shè)備的問(wèn)題所產(chǎn)生的誤差。對(duì)于這些誤差所要采取最佳的方法就是在測(cè)試的數(shù)據(jù)值中取平均值，把誤差減到最小。

在攝影地面測(cè)量的過(guò)程中，我們的工作人員要保證最后測(cè)量構(gòu)成的圖像要比實(shí)際的測(cè)量目標(biāo)大，這樣會(huì)比較方便觀察。下面是計(jì)算觀測(cè)目標(biāo)為圓形的公式：

D=5/3·（Y/t）·d

2.4 “多次”攝影

在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，由于左右眼的不同也可能產(chǎn)生誤差，還有測(cè)量?jī)x器左右的設(shè)備稍有不同也會(huì)對(duì)測(cè)量值產(chǎn)生影響，這種情況通常采用的是“多次”攝影的方法，最后對(duì)所測(cè)量的數(shù)值取平均值。

3 建筑行業(yè)進(jìn)入信息化時(shí)代

在原有的地面攝影測(cè)量的方法上現(xiàn)代化設(shè)計(jì)應(yīng)用了更新穎的測(cè)量技術(shù)——數(shù)字近景攝影技術(shù)。數(shù)字近景攝影技術(shù)的應(yīng)用為我們的測(cè)量領(lǐng)悟帶來(lái)了新高度。在測(cè)量數(shù)據(jù)的處理上數(shù)字近景可以獲得比以往更加精準(zhǔn)的信息。這對(duì)我們的建筑行業(yè)很有幫助。

近景攝影測(cè)量是指測(cè)量范圍小于100 m、像機(jī)布設(shè)在物體附近的攝影測(cè)量。它經(jīng)歷了從模擬、解析到數(shù)字方法的變革，硬件也從膠片像機(jī)發(fā)展到數(shù)字像機(jī)。數(shù)字近景攝影測(cè)量系統(tǒng)一般分為單臺(tái)像機(jī)的脫機(jī)測(cè)量系統(tǒng)、多臺(tái)像機(jī)的聯(lián)機(jī)測(cè)量系統(tǒng)。它具有其他系統(tǒng)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)工作量小、快速、高速和不易受溫度變化、震動(dòng)等外界因素的干擾?，F(xiàn)在近景攝影測(cè)量技術(shù)被很多大公司應(yīng)用到工程當(dāng)中。

數(shù)字近景攝影測(cè)量的發(fā)展主要分為5個(gè)不同特征的時(shí)期：基礎(chǔ)階段的早期；初進(jìn)入數(shù)字階段的逐步發(fā)展時(shí)期；進(jìn)入數(shù)字階段的全面發(fā)展時(shí)期、穩(wěn)步研究和加大推廣應(yīng)用的深入發(fā)展時(shí)期和近代的成熟時(shí)期?，F(xiàn)階段的數(shù)字近景測(cè)量技術(shù)已經(jīng)可以滿足醫(yī)學(xué)界的圖像要求具有實(shí)時(shí)性，幾何高精度方面的高要求也能得到滿足。數(shù)字近景的快速發(fā)展不僅為工程的測(cè)量數(shù)值提高了精確度也使得測(cè)量的結(jié)果更加具有說(shuō)服力。為工程的質(zhì)量提供保證。

4 結(jié)語(yǔ)

該文為簡(jiǎn)單地介紹了地面攝影現(xiàn)階段所存在的問(wèn)題以及面對(duì)問(wèn)題可以采取的有效措施，同時(shí)也為我們簡(jiǎn)述了擁有著高精確度的數(shù)字近景攝影的測(cè)量技術(shù)，這一技術(shù)的到來(lái)，為各個(gè)領(lǐng)域都帶來(lái)了突破性的發(fā)展。它使醫(yī)學(xué)的攝像對(duì)人體的構(gòu)造情況能夠清晰地展現(xiàn)在我們面前，使醫(yī)生的診斷工作更加確切。在建筑方面測(cè)量的數(shù)據(jù)更加精確，這對(duì)于建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)是非常重要的，數(shù)據(jù)的精確程度了解影響了建筑物的成果。由此看來(lái)，研究人員還要進(jìn)一步地努力研發(fā)出更加精確的攝影方法。同時(shí)，也希望筆者結(jié)合認(rèn)識(shí)與看法所寫出的這篇文章能夠?qū)ο嚓P(guān)專業(yè)的人員有所幫助。

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