應(yīng)用航空攝影技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用策略

王文娟

江蘇誠泰測繪科技有限公司 江蘇 泰州 225300

1 我國應(yīng)用航空攝影技術(shù)工程測量發(fā)展現(xiàn)狀概述

應(yīng)用航空攝影技術(shù)是通過采用相應(yīng)的輕型飛機(jī)作為攝影工具，為相應(yīng)的攝影系統(tǒng)搭設(shè)飛行平臺，同時通過在飛機(jī)上安裝數(shù)碼攝像設(shè)備，再利用飛行設(shè)備航拍，通過航空攝影飛機(jī)來獲取相應(yīng)的動態(tài)數(shù)據(jù)影像，從而保證收集數(shù)據(jù)影像的質(zhì)量，尤其是對于相應(yīng)的工程測量實際而言，通過外業(yè)調(diào)繪補(bǔ)充以及布控，再結(jié)合相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件的數(shù)據(jù)獲取及存儲分析，最終制成相應(yīng)的土地勘探數(shù)據(jù)測繪產(chǎn)品[1]。此外，從具體工程項目的施工來看，應(yīng)用航空攝影技術(shù)多采用無人機(jī)搭載航空拍攝設(shè)備作為相應(yīng)的航拍載體，設(shè)備通過以無人機(jī)作為相應(yīng)的飛行承載平臺，在其三角翼上搭載攝像功能良好的A3攝像儀，再利用三軸穩(wěn)定型云臺進(jìn)行其飛行姿態(tài)的控制，保障攝像設(shè)備能夠更加穩(wěn)定地進(jìn)行航拍數(shù)據(jù)的獲取，同時在航拍過程中將測區(qū)參數(shù)輸入航攝設(shè)計軟件，進(jìn)行航拍數(shù)據(jù)位置的計算，得到航拍地形地貌、地標(biāo)建筑的數(shù)據(jù)，最后再利用數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取，將其處理分析，最終制成滿足規(guī)范要求的DOM、DEM等測繪產(chǎn)品，以供工程項目施工過程中進(jìn)行施工指導(dǎo)。

總體來看，目前我國應(yīng)用航空攝影測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用依舊處于發(fā)展階段，雖然在相應(yīng)的土地工程建設(shè)項目中，已經(jīng)采用相應(yīng)無人機(jī)航空攝影技術(shù)，來進(jìn)行建設(shè)項目的測繪數(shù)據(jù)收集，但在實際的應(yīng)用過程中，依舊存在著一定的問題。例如：測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不足、惡劣天氣的影響、內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)收集不完善等，這些問題的存在也使得應(yīng)用航空攝影技術(shù)，在工程測量的實際應(yīng)用中表現(xiàn)不佳，進(jìn)而影響土地勘探測繪產(chǎn)品質(zhì)量，但應(yīng)用航空攝影技術(shù)依舊存在其不可被取代的優(yōu)點，應(yīng)用航空攝影技術(shù)能夠?qū)⒊Ｒ?guī)測量的大量外業(yè)作業(yè)轉(zhuǎn)入內(nèi)業(yè)，大大減少了項目施工測繪人員的工作量，同時通過相應(yīng)的應(yīng)用航拍設(shè)備，能夠使得外業(yè)測繪工作人員工作量盡可能減小，使相應(yīng)的測繪工作人員能夠避免因惡劣天氣而不能進(jìn)行常規(guī)的測量工作，極大地提高了測量測繪工作的工作效率，縮短了工程項目施工的周期，為后期工程項目的實際可行性奠定了基礎(chǔ)，同時應(yīng)用航空攝影技術(shù)在測繪過程中具有的直觀、易觀測的特點，能夠使不懂測繪的工程項目施工人員通過相應(yīng)的成圖產(chǎn)品能夠簡潔、有效的觀察測區(qū)中的地形、地貌和地標(biāo)建筑的高程以及變化，能夠使得觀測者準(zhǔn)確的了解到地形地貌的趨勢和特點，為相應(yīng)的工程項目施工決策人員提供了有力的數(shù)據(jù)支撐和保障。

2 應(yīng)用航空攝影技術(shù)在工程測量流程中存在問題

2.1 測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不足

從實際出發(fā)，在相應(yīng)的建筑工程項目的測量勘探中，應(yīng)用航空攝影技術(shù)來進(jìn)行土地工程測量數(shù)據(jù)收集，往往會存在著測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不足的問題，尤其是采用應(yīng)用航空攝影技術(shù)，在土地工程數(shù)據(jù)的收集過程中，往往受制于應(yīng)用航空攝影設(shè)施設(shè)備的性能參數(shù)條件限制，會使得相應(yīng)的設(shè)施設(shè)備在進(jìn)行土地工程測繪的過程中存在著一定的誤差[2]。例如：從實際而言，在某土地整改工程項目的測繪過程中，采用應(yīng)用航空飛行設(shè)備搭載攝影裝置，來進(jìn)行相應(yīng)區(qū)域的地區(qū)土地類型數(shù)據(jù)收集，往往會出現(xiàn)由于攝影設(shè)施設(shè)備性能參數(shù)不足，導(dǎo)致錄像不清晰而出現(xiàn)的測繪數(shù)據(jù)誤差，尤其是當(dāng)出現(xiàn)陰影、遮擋等原因時，無法確定地區(qū)地貌、相應(yīng)的土地應(yīng)用類型，會使得在土地測繪過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差，影響后期建筑工程項目施工。

而從應(yīng)用航空攝影技術(shù)在工程項目測繪過程中的流程步驟來看，應(yīng)用航空攝影測繪往往經(jīng)過了資料收集、航空攝影、像片控制測量、內(nèi)業(yè)立體數(shù)據(jù)采集、數(shù)學(xué)精度計算分析、測繪作品制作等多個步驟，在這些步驟的實際操作過程中，其中航空攝影數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)立體數(shù)據(jù)采集相對而言較為重要，而相應(yīng)的數(shù)學(xué)精度計算分析和數(shù)據(jù)檢驗則是指通過這一環(huán)節(jié)對應(yīng)用航空攝影技術(shù)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確性檢驗，由于其環(huán)節(jié)的復(fù)雜性，會使得應(yīng)用航空攝影測繪技術(shù)在數(shù)據(jù)收集、檢驗的過程中出現(xiàn)一定的誤差，就內(nèi)業(yè)立體數(shù)據(jù)采集的采集而言，這一工序過程中，一旦其測區(qū)環(huán)境過于復(fù)雜，在實際操作過程中一定概率會導(dǎo)致其定位點或定位線出現(xiàn)偏差，會使得應(yīng)用航空攝影測繪技術(shù)在數(shù)據(jù)采集過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟漏的問題，而陰影、遮擋等原因也會導(dǎo)致其數(shù)據(jù)出現(xiàn)一定的誤差現(xiàn)象。

2.2 惡劣天氣的影響

惡劣天氣的影響，是應(yīng)用航空攝影技術(shù)在工程測量中所必須要關(guān)注的方面，應(yīng)用航空攝影技術(shù)來進(jìn)行工程項目的數(shù)據(jù)收集，需要密切關(guān)注天氣變化，注意天氣對整個測繪工作所帶來的影響，尤其是當(dāng)在部分山地地區(qū)，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集需要注意山谷風(fēng)的影響，在相應(yīng)的山谷峽口，要避免航空攝影設(shè)備的經(jīng)過，防止出現(xiàn)峽谷風(fēng)力過大而導(dǎo)致航空攝影設(shè)施設(shè)備受損的現(xiàn)象[3]。

而惡劣天氣所帶來的影響不僅于此，在一般的無人機(jī)航空攝影數(shù)據(jù)收集過程中，因風(fēng)力所導(dǎo)致的攝影航拍設(shè)備傾斜，會對相應(yīng)的外出測繪數(shù)據(jù)的精度和高程帶來影響，尤其是當(dāng)風(fēng)力使無人機(jī)航拍攝影設(shè)備出現(xiàn)傾斜，導(dǎo)致地表平面出現(xiàn)夾角，由夾角與地面建筑物所產(chǎn)生的高程誤差，是無人機(jī)航拍攝影過程中的主要問題，而如何化解這些問題，是無人機(jī)應(yīng)用航空攝影技術(shù)在工程測繪實踐中的關(guān)鍵一環(huán)，同時外出的雨雪天氣，一定程度上會影響無人機(jī)航拍攝影設(shè)備的攝像機(jī)鏡頭，同時也有一定概率會使攝像設(shè)備出現(xiàn)緊急故障的現(xiàn)象，這些問題都是惡劣天氣對應(yīng)用航空攝影技術(shù)在測繪實踐中所存在的問題。

2.3 內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)收集不完善

從實際出發(fā)，在應(yīng)用航空攝影技術(shù)進(jìn)行土地工程測量的流程中，內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)收集不完善，也是其測量流程中存在的重要問題，就應(yīng)用航空攝影技術(shù)進(jìn)行工程測量而言，需要進(jìn)行內(nèi)業(yè)立體數(shù)據(jù)采集和外業(yè)調(diào)繪補(bǔ)測，從而確保相應(yīng)的測繪產(chǎn)品精度和質(zhì)量。在實際的操作過程中，對于內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集，需要做到測繪地物、地貌元素?zé)o遺漏、不變形、不移位等，但在實際的應(yīng)用航空攝影技術(shù)在工程測繪的過程中，往往會出現(xiàn)地物、地貌的部分殘缺。此外，對于外業(yè)調(diào)繪補(bǔ)測的過程，外業(yè)調(diào)繪補(bǔ)測是保證應(yīng)用航空攝影地形圖精度的關(guān)鍵，對于應(yīng)用航空攝影而言，在相應(yīng)的攝影過程中必然會出現(xiàn)一定的數(shù)據(jù)不精確的現(xiàn)象，而外業(yè)調(diào)繪補(bǔ)測工作的主要任務(wù)，則是通過實地核查內(nèi)業(yè)采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并根據(jù)相應(yīng)的測繪需要，對其進(jìn)行數(shù)據(jù)上的地形地貌數(shù)據(jù)取舍，在相應(yīng)的影像上增加地形地表元素、地理名稱等，做到測繪產(chǎn)品數(shù)據(jù)整潔、符號運用恰當(dāng)、圖形界面清晰等。

3 應(yīng)用航空攝影技術(shù)在工程測量流程中的應(yīng)用策略

3.1 檢查設(shè)備性能參數(shù)，提升測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性

從實際而言，在工程的測繪過程中，采用相應(yīng)的應(yīng)用航空攝影技術(shù)，來進(jìn)行工程測量數(shù)據(jù)的收集，其首要環(huán)節(jié)，便是檢查相應(yīng)的航空攝影設(shè)備參數(shù)，使得在工程測量的過程中，能夠提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，確保測繪產(chǎn)品的質(zhì)量，對于前期資料收集工作而言，需要收集相應(yīng)測繪工程現(xiàn)有資料，包括一定比例的土地利用現(xiàn)狀圖、側(cè)區(qū)附近的等高控制點等，在測繪數(shù)據(jù)收集完成之后，可以通過相應(yīng)的等高控制點進(jìn)行檢驗工作，確保測繪產(chǎn)品的精度，而對于航空攝影設(shè)備性能參數(shù)的檢查，需要在測繪的過程中確保航空攝影設(shè)備，采用動力滑翔三角翼作為飛行搭載平臺，同時安裝相應(yīng)的航攝儀，地面的分辨率等均需要滿足土地工程測繪的需要，再利用相應(yīng)的三軸全向云臺，進(jìn)行全方位動態(tài)數(shù)據(jù)的收集，從而避免在應(yīng)用航空攝影的工程測量流程中存在的測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不足的問題。

此外，可以采用空中三角加密測量法，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性提高，空中三角加密測量法通過相應(yīng)的數(shù)字?jǐn)z影測量工作站來進(jìn)行測繪數(shù)據(jù)的獲取，利用RATB軟件進(jìn)行平差測算，一旦數(shù)據(jù)與所觀測點數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差后，便會需要進(jìn)行空三加密計算，在空三加密計算的過程中，對于內(nèi)業(yè)檢核無誤的外界收集數(shù)據(jù)進(jìn)行正常工序應(yīng)用，而一旦發(fā)現(xiàn)在空三加密計算過程中收集資料出現(xiàn)精度超限點位的現(xiàn)象，需要仔細(xì)分析所收集數(shù)據(jù)，對超限點位的原因確定是外業(yè)收集數(shù)據(jù)導(dǎo)致誤差的，需要重新進(jìn)行測算，必要時進(jìn)行數(shù)據(jù)的舍棄，最后通過利用RATB軟件平差解算結(jié)果。

3.2 加強(qiáng)前期準(zhǔn)備工作，密切關(guān)注航攝地區(qū)環(huán)境變化

在檢查了相應(yīng)的航攝設(shè)備性能參數(shù)后，需要密切關(guān)注航攝地區(qū)環(huán)境的變化，尤其是當(dāng)拍攝地區(qū)出現(xiàn)較強(qiáng)的天氣變化時，需要避免應(yīng)用航空攝影設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，防止出現(xiàn)應(yīng)用航空攝影飛行器的受損，同時，在應(yīng)用航空無人機(jī)攝影設(shè)備在工程項目實際測繪工作的過程中，需要密切關(guān)注其天氣的動態(tài)變化，一旦天氣出現(xiàn)雨雪現(xiàn)象要及時進(jìn)行測繪工作的停止，防止惡劣天氣對測繪工作收集數(shù)據(jù)的影響，尤其是當(dāng)在風(fēng)力較強(qiáng)天氣進(jìn)行戶外航空攝影測繪工作，需要關(guān)注到風(fēng)力所導(dǎo)致的無人機(jī)航空攝影設(shè)備與地面之間的夾角問題，要核查所收集數(shù)據(jù)和相應(yīng)地標(biāo)數(shù)據(jù)的高程是否準(zhǔn)確，并對在航拍攝影過程中的地標(biāo)建筑、地貌進(jìn)行補(bǔ)測，在得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)之后，可以通過全站儀、RTK測繪技術(shù)對航空攝影測繪所得數(shù)據(jù)進(jìn)行精度的提升，在地形圖上結(jié)合相應(yīng)要素的平面高程以及地標(biāo)建筑的位置、比例尺等進(jìn)行檢驗，一旦通過實測發(fā)現(xiàn)高程與內(nèi)業(yè)采集高程數(shù)據(jù)有一定的數(shù)值差異，需要及時進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢驗，這一差異必然會在一定程度上影響工程項目測繪過程中的土方計算，會使得工程項目在施工過程中出現(xiàn)不必要的額外工作任務(wù)或工作量。例如：從實際而言，當(dāng)在峽谷地貌中進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)用航空攝影技術(shù)測繪作業(yè)時，需要避免在狹管地區(qū)進(jìn)行作業(yè)，可以通過相應(yīng)的人工外業(yè)數(shù)據(jù)調(diào)繪補(bǔ)充，從而獲得相應(yīng)地區(qū)的工程測量數(shù)據(jù)，如必須在惡劣天氣進(jìn)行戶外航空攝影測繪工作，需要對無人機(jī)設(shè)備進(jìn)行加裝防護(hù)裝置，首先需要加裝平衡裝置，防止戶外勁風(fēng)對無人機(jī)航空攝影測繪出現(xiàn)精度的影響，此外，需要對無人機(jī)航空攝像機(jī)進(jìn)行防護(hù)裝置的完善，防止雨雪天氣對攝影鏡頭產(chǎn)生影響，保障戶外航空攝影測繪工作的穩(wěn)步推進(jìn)。

3.3 加強(qiáng)內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)精度計算，提高成圖產(chǎn)品質(zhì)量

針對應(yīng)用航空攝影技術(shù)在工程測量流程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)精度不足問題，需要加強(qiáng)內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)的收集，對于內(nèi)業(yè)而言，需要采用相應(yīng)的Virtuozo和CASS等軟件，使得在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)收集時，能夠更好地測繪地物、地形地貌、地標(biāo)元素等，同時結(jié)合軟件進(jìn)行相應(yīng)的建模和數(shù)據(jù)處理，使得成圖地形地貌整體不變形、地表元素不位移[4]。尤其是需要依照比例尺，表示相關(guān)地表元素，以側(cè)標(biāo)中心為切準(zhǔn)定位點或定位線，要在相鄰航線上進(jìn)行補(bǔ)測，如遇陰影或遮擋等原因，無法確認(rèn)地形元素的部分，應(yīng)進(jìn)行標(biāo)記，通過外業(yè)調(diào)繪補(bǔ)測，可以采用全站儀等來進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)繪補(bǔ)充。而在成圖的過程中，需要具有直觀、易懂的特點，使得相應(yīng)的非測量人員，也能夠在觀看到測繪產(chǎn)品時，快速地得到相應(yīng)數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語

綜上，應(yīng)用航空攝影技術(shù)在工程測量中有著重要的作用，本文在分析了應(yīng)用航空攝影技術(shù)在工程測量流程中存在的問題，并指出了相應(yīng)的應(yīng)對策略，以供相關(guān)工程測量人員能夠參考，希冀能夠推動我國應(yīng)用航空攝影技術(shù)在工程測量中的技術(shù)水平提升。