无人机倾斜摄影测量在城市建筑物竣工测量中的应用

无人机倾斜摄影测量在城市建筑物竣工测量中的应用

安养霞

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摘要：从21世纪初开始，我国的建筑产业进入了快速发展的阶段。而且，在良好的整体发展情况下，它占据了国家经济的重要地位。随着社会环境的变化，建筑工程的规模扩大，建筑期长的特点，建筑工程的大干涉，大量的资源消耗。施工进度，品质，成本管理很困难。为了推进建筑业的绿色、高效、低能消耗开发，需要在建筑计划、完成的测量、映射工作中做好工作，引进现代的测量、映射技术，能够准确地构建准确性和准确性。建筑和信息确实是城市的规划和规划。无人机倾斜照片测量是基于无人机遥感的最新测量技术。这是一个高效的立体图像，可以实现高精度的测量。它被广泛地用于建筑和绘图。

关键词：无人机倾斜摄影测量；测量技术；建筑工程

引言

建筑物竣工测量属于工程测量的一个分支，是规划部门监管的重要手段，具有一定的法律意义，其主要内容包括测量建筑物高度、外轮廓角点坐标、建筑物相邻距离、建筑面积、绿地面积及现状地形图（竣工图）。目前传统测量方式主要为RTK+全站仪模式，虽然能保证精度，但是需要大量的人力，同时测量周期很长，尤其是在地形复杂地区，工作效率低、生产成本高。无人机倾斜摄影能够通过多角度拍摄，结合专业软件，获取地表实景三维模型，可在实景三维模型上进行建筑物外轮廓点、竣工图要素信息采集，间接获取建筑物高度、长度等，从而获取竣工测量相关数据。

1无人机倾斜摄影测量的原理以及优势

1.1基本原理

无人机倾斜摄影技术是目前发展较为迅速的一种新兴技术，通过在无人机飞行平台上搭载一组多台传感器，从垂直、倾斜等5个不同角度获取地面影像，其中，垂直于地面角度拍摄的一组影像为正片，其他4组与地面成一定夹角所摄的影像为斜片。将不同摄站正片和斜片叠合在一起，组成覆盖测区的倾斜摄影测量影像，利用内外方位元素恢复正片和斜片的几何空间姿态，实现地面物体三维建模与测图。

1.2优势

1.2.1真实性

倾斜摄影这种技术可以使用户参考和借鉴各种角度，可以对地物的状况进行全方位的展现，和现实世界非常相近，这样一来能够有效改善传统形势下正摄影像的问题。

1.2.2可测量性

倾斜影像利用相互匹配的软件，可以在成果影像的基本前提下落实角度、高度、长度及面积等方面的测量工作，并且获得准确数据。

1.2.3丰富纹理

倾斜摄影可以提供全面系统的建筑物立面相关信息，只有获得了建筑物立面的相关信息，才可以得到建筑物表面的相应纹理，这对于三维建模来说有着非常重要的意义和作用。

2无人机倾斜摄影测量在建筑规划竣工测绘中的应用

2.1在高度测量中的应用

建筑物有较多特点，如实施检测的难度系数高、穹顶高度高等，可以借助电磁波测距三角高层测量法、全站仪对边测量法、无人机倾斜摄影测量技术分别测量建筑物最高点。要增强测量的准确性与可靠性，就要求相关工作人员在充分利用电磁波测距三角高程开展此项工作期间，还要结合以下方法测量两次：一种是变换仪器高；另一种是标高法，并在此基础上采取针对性的手段确保误差始终处于合理的范围内，同时把取均值当作与之相匹配的观测成果。一般而言，相关工作人员在借助全站仪对边测量法开展此项工作的时候，应当采取有效措施发挥其以下优势：一是无需定向；二是测量精度高；三是可选择最佳观测角度，目的是从根本上降低测站与目标之间存在的高差情况，以便可以在无形中令测量的可靠性得到应有的提升。无人机倾斜摄影测量技术实际上是借助试验场检校法开展相关校验工作的，然后再借助航空摄影得到与之相匹配的影像，同时还要依赖于航测法做相应的保密工作，这样就能得到DEM、DOM、点云数据和实景三维模型，这个时候相关工作人员应当充分利用实景三维模型进行测量，这样做的目的是及时、准确地得到研综合楼高度。

2.2在竣工图制作和入库中的应用

相关工作人员完成外业数据采集工作和编辑工作后，还要借助于南方CASS9.0和后续升级版本开展设计图纸校对工作以及图纸绘制工作。同时，相关工作人员除了要对AutoCAD二次开发VBA程序进行充分运用，还应当做好以下两项工作：一是做好数据提取工作；二是做好表格对照工作，紧接着再利用相关多表格嵌套对比的方式做好计算工作及检查工作；三是应当将目光放在对CASS9.0的二次开发上面。这样才能得到以下两种图：一种是总平面竣工图；另一种是面积图。应当在充分结合相关工作站的基础上做好地形图入库更新等相关工作。

3实例分析

3.1工程概况

以某城区建筑为例，分为4栋高层及底层商业建筑，建筑物占地面积为41305.2m2，整体建筑面积为112840.35m2，应用无人机倾斜摄影测量技术，进行建筑规划竣工测绘，具体工作流程如下：①航摄数据获取。此次测绘采用五镜头航摄仪，单镜头焦距设置为24mm，航向重叠度、旁向重叠度分别达到了85%、80%，影响的地面分辨率为3.5cm，基于测绘需求，布设了4各飞行架次，设计了27条航线，其绝对航高达189m，基线长度为12m，间距设置为24m，航线总长度为20.8km；②空三加密，自动建模。将航拍获取的倾斜影像、外业像控点导入Smart3D软件平台中，得出加密点高程及其平面位置，实现空三加密，再生成点云，构建不规则三角网，创建囊括实际地物的三维模型，实现全自动纹理映射，自动生成实景三维建筑模型；③采集数字线划图。测绘工作人员可以应用DPModeler软件中的矢量测图模块，来采集内业数字线划图，实现高精度大比例尺地形数据的矢量采集，借助所获取的影像和全自动生成的三维模型，定位地面物体要素及其三维信息，使用软件自带的垂直辅助线和十字辅助线功能，为地物点提供移动方向参考，确保数据采集的准确性，减少外业调绘工作量；④成果数据。无人机倾斜摄影测量工作完成后，可获得的成果数据有建筑外观表面的点数据合集（点云）、囊括实际地物的三维模型及实景三维模型，同时应根据数据成果，编辑一份1:500的竣工地形图。

3.2误差分析和优化

虽然说，这项技术较为先进，自动化程度高，但难免受到外界因素干扰，产生误差，需加强控制。在测绘工作中，主要误差类型有：①像片原始分辨率的误差。在建筑规划竣工测绘中，地形图地物点的测绘精度要求高，但是无人机倾斜摄影测量的地面分辨率相对较低，无法满足其要求，工作人员应优化无人机的航行参数，采取降低航高、换长焦镜头等措施来提升影像的地面分辨率，达到相关测绘要求；②空三加密的影响。在应用Smart3D软件平台空三加密时，可能会出现误匹配、飞点数据等情况，影像到空三精度，为确保数据的准确性，可采取人工干预措施，确保建筑竣工地形图精度要求达标；③人工采集的误差。虽然说无人机倾斜摄影测量属于自动化作业，但是也涉及人工作业模块，容易出现误差，比如说当不同高程面出现一个地物，人工采集难以保证数据矢量采集的准确性，需要由工作经验丰富、业务技能熟练的工作人员承担，基于不同角度来调整影像，保证数据采集的精度。

结语

随着新技术的不断发展，硬件及软件的不断更新，无人机倾斜摄影在建筑物竣工测量及其他测量领域一定会拥有广阔的前景。

参考文献

[1]李欢.低空无人机倾斜摄影测量成果精度研究[J].甘肃科学学报,2020,32(2):27-33.

[2]于麒.无人机倾斜摄影测量技术的应用与精度分析[J].低温建筑技术,2020,42(2):122-124.