淺談工程測(cè)繪中航空攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

趙媛 李詩(shī)明

摘 要 眾所周知，航空攝影主要是基于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以科學(xué)理論為基礎(chǔ)，為城市建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了工作拓展因素。航空攝影測(cè)量由于獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在工程測(cè)繪中發(fā)揮著重要的作用。本文主要從航空攝影測(cè)量的概念出發(fā)，闡述了工程測(cè)繪中航空攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)，最后并通過(guò)實(shí)例分析，探討了航空攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 航空攝影測(cè)量技術(shù);工程測(cè)繪;優(yōu)化策略

1航空攝影測(cè)量概念

航空攝影測(cè)量（aerial photogrammetry）指的是在飛機(jī)上用航攝儀器對(duì)地面連續(xù)攝取相片，結(jié)合地面控制點(diǎn)測(cè)量、調(diào)繪和立體測(cè)繪等步驟，繪制出地形圖的作業(yè)。近年來(lái)，航空攝影測(cè)量技術(shù)在測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，其中繪測(cè)技術(shù)主要將計(jì)算機(jī)技術(shù)、空間科學(xué)理論、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息技術(shù)為基礎(chǔ)，利用定位系統(tǒng)和遙感將地理信息為核心，將地面的信息采集出來(lái)借助測(cè)量手段將地表現(xiàn)狀繪成圖形。獲得地面的信息之后形成地形路線(xiàn)，再將采集到的信息帶入到電子資料庫(kù)中，充實(shí)數(shù)字信息。該測(cè)繪方法具有省時(shí)省力和提高測(cè)繪精準(zhǔn)性的效果。當(dāng)前，航空攝影測(cè)量在地形測(cè)量、土地規(guī)劃、生態(tài)保護(hù)等方面有著廣泛應(yīng)用。

航空攝影測(cè)量技術(shù)旨在通過(guò)高空對(duì)地面的一些情況和數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，而且還可以用來(lái)勘察地貌，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明給航空事業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了巨大好處，節(jié)省了很多人力、物力和財(cái)力資源，同時(shí)又能達(dá)到最終的測(cè)量目的。從測(cè)量工作原理可知，航空攝影主要有5個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)和作用：

（1）相比于傳統(tǒng)的攝影，航空攝影更具便捷性、質(zhì)量性，可“居高臨下”從多角度抓拍土地地形特點(diǎn)以及物體的形狀。

（2）航空攝影具有協(xié)同性和統(tǒng)一性，能夠?qū)⑺ヅ牡南嗥瑑?nèi)容在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行記錄，從而使人們更加客觀地認(rèn)識(shí)地形地貌。

（3）航空攝影內(nèi)容具有動(dòng)態(tài)性，能夠更加準(zhǔn)確地記錄地形特點(diǎn)，方便技術(shù)人員的研究。

（4）航拍具有永久性記錄的特點(diǎn)，可以為研究人員的研究工作積累資料以及給科研提供更加充足的時(shí)間。

（5）航空攝影有提升空間分辨率的性能，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)立體觀測(cè)，還能進(jìn)行定向拍攝[1]。

2工程測(cè)繪中航空攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 規(guī)劃測(cè)量區(qū)域

為提高航空測(cè)量的整體質(zhì)素，測(cè)量前必須做出所需的規(guī)劃，而測(cè)量人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有資料劃分測(cè)量范圍，清楚了解測(cè)量范圍的基本情況，找出測(cè)量的焦點(diǎn)，盡量小心地劃分測(cè)量范圍，以免出現(xiàn)測(cè)量不準(zhǔn)確的問(wèn)題。 在調(diào)查過(guò)程中，還要找出不合理的地點(diǎn)，確保調(diào)查與實(shí)地情況相吻合。 在測(cè)量中，應(yīng)避免無(wú)人機(jī)無(wú)法捕捉的情況，注意消除測(cè)量缺失等問(wèn)題。 為此，對(duì)測(cè)量面積的實(shí)體形狀進(jìn)行了分析，并對(duì)特定的測(cè)量矩形或方形進(jìn)行了劃分，從而提高了測(cè)量工作的效率。

2.2 優(yōu)化測(cè)量的航線(xiàn)

工程測(cè)量應(yīng)當(dāng)掌握必要的測(cè)量順序，保證測(cè)量的秩序性，在測(cè)量中可以根據(jù)航空器材選擇多種測(cè)量方法。當(dāng)前主要采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航空測(cè)量，可以在條件允許的情況下，選擇多架無(wú)人機(jī)同時(shí)測(cè)量。還要根據(jù)無(wú)人機(jī)的航程選擇測(cè)量的程序，對(duì)每臺(tái)機(jī)器設(shè)備的工作時(shí)限進(jìn)行認(rèn)真的考量。測(cè)量時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)時(shí)情況，做出科學(xué)的線(xiàn)路規(guī)劃，最終安排多架無(wú)人機(jī)進(jìn)行交叉測(cè)量飛行，這樣才能保證測(cè)量飛行的全面性，提高拍攝的整體效率，有效控制不同飛機(jī)出現(xiàn)的時(shí)間差，達(dá)到避免出現(xiàn)重復(fù)拍攝或拍攝不足的問(wèn)題，起到構(gòu)建綜合拍攝體系，全面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的效果。

2.3 建立測(cè)量控制網(wǎng)

為了提高測(cè)量區(qū)域的控制效果，需要建立三維測(cè)量控制網(wǎng)絡(luò)，并在測(cè)量區(qū)域內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的控制點(diǎn)。 為了達(dá)到定向測(cè)量的效果，保證平面控制點(diǎn)測(cè)量的有效性和高度，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中應(yīng)掌握網(wǎng)絡(luò)中已知的控制點(diǎn)，采用空氣三加密或直接測(cè)量的方法，以便日后對(duì)加密進(jìn)行控制。 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)片外方位元素的全面測(cè)量，需要計(jì)算大量的測(cè)繪控制點(diǎn)。 4d技術(shù)還可以為產(chǎn)品的方向控制和圖像的方向參數(shù)提供一系列坐標(biāo)系統(tǒng)，從而計(jì)算出模型中地面點(diǎn)的坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)測(cè)量的綜合深化[2]。

3航空攝影測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用實(shí)例

某地區(qū)一工程項(xiàng)目，項(xiàng)目是由 四棟高層建筑所組成的，總占地面積約為41180m2，總建筑面積約為121000m2。

3.1 儀器及軟件準(zhǔn)備

在本次航空攝影測(cè)量工作中，所用儀器包括電動(dòng)六旋翼無(wú)人機(jī)、五鏡頭低空傾斜航空照相機(jī)實(shí)施航攝，本次測(cè)量所用軟件為Smart3D Capture軟件，通過(guò)利用該軟件，可以進(jìn)行空中三角測(cè)量及全自動(dòng)三維建模，另外，還需要采用DPModeler軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理。

3.2 航空攝影測(cè)量方法分析

（1） 獲取航攝數(shù)據(jù)獲取。在航空攝影工作前，根據(jù)無(wú)人機(jī)地面站軟件分析，本次航空攝影采用傾斜攝影方式，測(cè)量需要布置27條航線(xiàn)，共計(jì)4個(gè)飛行架次。通過(guò)本次航空攝影，需要獲得5組鏡頭傾斜影像數(shù)據(jù)。

（2）空三加密和自動(dòng)建模。首先，將傾斜影像與外業(yè)像控點(diǎn)導(dǎo)入Smart3D軟件平臺(tái)中，進(jìn)行空三加密，然后生成點(diǎn)云、構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)、創(chuàng)建DSM及全自動(dòng)紋理映射，最后形成測(cè)區(qū)全自動(dòng)實(shí)景三維模型。

（3）數(shù)字線(xiàn)劃圖采集。在內(nèi)業(yè)數(shù)字線(xiàn)劃圖過(guò)程中，需要應(yīng)用DPModeler軟件中的矢量測(cè)圖模塊，根據(jù)航空攝影所得結(jié)果，采集高精度的大比例尺地形數(shù)據(jù)，在繪圖過(guò)程中，不需要佩戴立體眼鏡，通過(guò)利用三維模型，就能夠展現(xiàn)詳細(xì)的地面三維信息。

（4） 數(shù)據(jù)成果。經(jīng)過(guò)航空攝影測(cè)量后，利用各種軟件作為支持，形成了點(diǎn)云、 dsm和實(shí)景三維模型，編輯完成了1：500地形圖。 完成地形圖后，工作人員可以根據(jù)完成的建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃編制調(diào)查報(bào)告。

（5）成果精度檢測(cè)。通過(guò)利用傾斜攝影方式，所得地形圖精度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此，可以將其應(yīng)用于工程規(guī)劃竣工測(cè)繪中。

3.3 應(yīng)用效果分析

通過(guò)對(duì)本工程的實(shí)踐分析，發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī)傾斜攝影在已完成的地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用，可以有效地避免在導(dǎo)線(xiàn)布設(shè)的艱苦作業(yè)區(qū)進(jìn)行測(cè)繪的難題，而且可以有效地節(jié)省測(cè)量作業(yè)時(shí)間，應(yīng)用效果顯著。

4結(jié)束語(yǔ)

總之，航空攝影測(cè)量技術(shù)作為一門(mén)新興起的測(cè)量技術(shù)，體現(xiàn)了時(shí)代技術(shù)發(fā)展的科學(xué)性、先進(jìn)性、前沿性。在工程測(cè)量中可以發(fā)揮航空測(cè)量技術(shù)的作用，應(yīng)當(dāng)基于航空測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)優(yōu)化測(cè)量作業(yè)的方法，合理確定測(cè)量區(qū)域范圍，保持測(cè)量的精度，在科學(xué)規(guī)劃測(cè)量航線(xiàn)的基礎(chǔ)上保證測(cè)量的整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭秀菊.航空攝影測(cè)量技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用與研究[J].吉林農(nóng)業(yè)，2019（6）：111.

[2] 陳浩.航空攝影測(cè)量技術(shù)在土地確權(quán)調(diào)查中的應(yīng)用與精度控制[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（5）：17.