摄影测量与遥感技术在工程测量中应用

摘要：测绘技术对建筑工程施工质量具有重要的影响，它涉及施工前期的勘探设计、中期的施工定位以及后续的竣工检测等工作。传统的测绘技术存在效率低、误差大等问题，而摄像测量和遥感技术能够有效提高施工效率及施工质量。基于此，本文分析了摄影测量与遥感技术在工程测量中的意义，提出了这两种测绘技术在建筑面积核算、土方测量等建筑工程领域的应用要求，以期为建筑行业相关工作人员提供参考。

关键词：摄影测量；遥感；工程测量；无人机遥感

测量需要借助无人机或卫星，它能够在远离目标单位的情况下完成高精度、高效率的测绘工作。摄影测量是借助无人机摄录图像开展测绘工作的重要技术，它能够通过技术手段来快速处理图像数据，它对建筑工程测量具有积极意义。在测绘技术不断发展的过程中，摄影测量和遥感技术的测量精度及测量范围都得到了显著提高和扩大。与传统测绘技术相比，摄影测量与遥感技术具有更大优势，它们是提高建筑施工效率和质量的重要技术手段。

1摄影测量与遥感技术在工程测量中的意义

在应用遥感、摄影测量这类测绘新技术的过程中，工作人员不仅能够借助传感器实现数据的采集和传输，还能够借助地面控制台将图像数据转换为可以测量计算的电脑模型。遥感和摄影测量技术具有存储容量大、测量精度高、范围广以及效率高等性能优势，它们能够有效缩短建筑工程施工周期，对于加快工程进度、减少施工成本具有积极意义。[1]在摄影测量与遥感技术的支持下，测绘人员无须携带设备到达现场，并且能够在不影响周边环境的情况下完成快速测量工作。另外，摄影测量与遥感技术在施工区域监控方面也具有一定作用。在一些建筑工程的施工区域相对恶劣的环境中，摄影测量与遥感技术能够借助无人机完成人力难以完成的各项高精度测绘任务，从而解决了建筑工程在恶劣工况中的测绘难题。

2无人机摄影测量技术在规划竣工测量中的应用

2.1无人机摄影测量的作业流程

2.1.1航线规划设计。在摄影测量之前，工作人员需要做好无人机航线的规划工作，工作内容主要涉及航摄分区划分、比例尺确定、航速航高控制等方面。在分区划分方面，工作人员需要结合建筑工程现场地形做好区域划分工作，以确保地形起伏不会影响摄录影像的精度。[2]在比例尺确定方面，工作人员需要综合考虑成本、周期、精度等因素，避免因比例尺过大而影响工作效率或因比例尺过低而影响测量精度。在航高设计方面，工作人员需要考虑相机参数、地面分辨率等因素，并且结合重叠度、比例尺等相关要求来控制航高。在航速控制方面，工作人员需要结合影像清晰度要求来合理设计航速，同时做好其他建筑遮挡物的规避工作。在航摄时间方面，工作人员应该尽可能在大气透明度好的晴天开展作业，避免在恶劣天气以及正午前后2小时开展作业。在实际操作时，航线设计人员需要基于分辨率、重叠度以及高程标准来做好相机选型、航高计算、摄影基线测量等工作，以确保建筑工程被测区域得到整体覆盖。2.1.2外业数据采集。在数据采集期间，工作人员需要提前通过试飞、试摄来做好动力系统、电力系统等设备参数的调整确认工作，并且将航线相关数据导入控制系统中，以确保无人机按要求航摄。在实际工作期间，工作人员需要确保起降场地平坦无异物，并且做好航拍无人机顺序和架次的安排工作。同时，工作人员需要严格监测无人机的轨迹、速度和高度，并且结合摄像质量和数量进行调整，必要时可以更改飞行计划。[3]2.1.3像控点布设与施测。在像控点布设期间，工作人员需要联测相同位置的高程、平面点；在测区，工作人员可以摆脱单个图幅限制，结合航线做好像控点统一布设工作；在困难区域，工作人员需要设置相应的标记，通过提高刺点精度来保证控制点的可靠性；像控点需要避免布置在低于相片边缘1cm的区域，避免因边缘畸变而影响刺点精度；为保证控制点位置的标志性，像控点需要尽可能设置在与旁向、三片重叠的中间部位。在相片上，像控点应尽可能设置在方位线与像主点的垂直线附近。2.1.4空中三角测量空三加密作业流程极具系统化特征，该作业需要结合控制点坐标来完成影像的外方位、未知点坐标的求解工作，实现模型的定向，并为后续的测绘工作提供支持。该项作业的精度直接关系到测绘结果的质量。因此，工作人员需要借助相关软件来开展相关工作。

2.2无人机摄影测量在建筑面积核算测量中的应用

2.2.1高度测量。在建筑工程测绘期间，工作人员通常配合应用多种测绘技术。在建筑高度测量期间，本文将摄影测量技术与全站仪、激光测距仪、钢尺等相结合来完成对边测量、三角高程测量、水准测量等各项工作。[4]穹顶高度是建筑工程高度测量中的难点，为了验证无人机摄影测量的测绘精度，工作人员需要将无人机测绘结果与全站仪的对边测量结果以及电磁波测距仪的三角高程测量结果进行对比。为了确保穹顶高度测量结果的可靠性，在测量结果不超过100mm的情况下，工作人员可以借助觇标高法和变换仪器高两种方式来完成三角高程测量工作，将这两种方式的测量结果平均值作为测量结果。在对边测量期间，工作人员应做好全站仪观测角度的调整工作。为了避免与目标存在较大高差，工作人员需要将全站仪设置在建筑周边，从而进一步增强测量结果的可靠性。在无人机摄影测量期间，工作人员需要通过空间后方交会模型来完成相近参数的校验工作，利用空三加密软件进行无人机航空影像区域网平差，根据无人机建立的数据模型来完成高度精准测量工作。三种方法的测量结果如表1所示。2.2.2轮廓测量与面积核算。在建筑工程面积核算期间，工作人员需要做好分层、分栋计算和功能保证工作。另外，工作人员需要核验相关尺寸参数，避免各尺寸参数之间存在矛盾，以确保套内轴线以及外框等边长能够有效闭合。在实际测量时，工作人员必须严格按照相关标准进行测量作业。结合轮廓模型计算的建筑面积如表2所示。我们通过对比可以发现，无人机摄影测量的精度结果介于三维激光测量和全站仪测量之间。无人机摄影测量在保持较高测量精度的同时，无须耗费过多的人力资源，工作效率更高。

3基于无人机低空遥感技术的土方测量

无人机遥感测量技术在建筑工程测量中具有重要作用，笔者重点论述了土方测量的技术要点。土方测量的工作任务是，计算设计标高与地面之间的体积。一般来说，工作人员首先需要将测量区域划分成块状，然后借助数学模型来模拟现场地形情况，最后完成土方量的计算求解工作。在无人机遥感技术的支持下，工作人员能够借助影像数据来生产大量点云数据，然后结合测量边界和标高来精确计算土方量。

3.1点云数据的获取

为了得到点云数据，工作人员需要从像控点布设、遥感影像拍摄以及数据处理三个方面入手。在像控点布设方面，工作人员需要确保土方测量区域能够覆盖像控点，同时避免在成像反差大、高程落差大的区域设置像控点。工作人员可以采取9点法，借助GNSS-RTK来完成像控点坐标的精准测量工作。在此基础上，工作人员需要规划无人机航线，摄录遥感影像，确保影像具有较高的重叠度。在数据处理方面，工作人员需要借助计算机软件来求解点云数据。

3.2点云数据的预处理

在预处理阶段，工作人员需要网格化点云数据，通过平滑滤波的方式来处理高程异常的数据，并且对测区边界进行规则编码。3.2.1点云网格化。工作人员需要对点云数据坐标最值进行取整处理，根据网格间距完成对网格行列数的计算，具体公式如下:3.2.2边界线凸多边形化。边界线凸多边形化如图1所示。测区边界形状可以借助边界识别算法转化为凸多边形。各顶点的相应标注，有助于工作人员借助相应算法来完成测量计算工作。3.2.3边界线统一编码。为了准确表述P1、P2等顶点的相邻拓扑关系，工作人员需要基于点号、坐标、凸多边形变化进行编码处理，以便于后续分析计算工作的开展。

3.3测量结果分析

借助RTK和无人机遥感技术进行土方测量的结果如表3所示。结果表明，无人机遥感技术能够更高效地获取点云数据，其不仅具有较高的测量效率，还能够节约工程建设成本。随着土方量的增加，无人机点云数据结果的精度和测量效率将大幅度提升。

4结语

综上所述，摄影测量和遥感技术有助于提高建筑工程测量的效率和精度。在应用两种技术时，工作人员需要做好像控点布设、空三加密计算等工作，这对工作人员的技能水平的要求较高。在工程建设期间，建筑单位需要积极引进相关技术、设备和人才，推动工程测量技术升级，使建筑施工朝着智能化、数字化方向发展。

参考文献：

[1]蔡华俊,唐涛.探究摄影测量与遥感技术在工程测量中的应用[J].四川水泥,2021(8).

[2]罗士成.工程测量中摄影测量和遥感技术的运用[J].科技资讯,2021,19(20).

[3]贾子谊.基于多源遥感数据的城市建筑垃圾堆积体三维变化检测研究[D].北京:北京建筑大学,2021.

[4]武利平.基于摄影测量与遥感技术的建筑工程测量[J].中国建筑装饰装修,2021(2).

作者:汪雪娟 单位:江苏苏北土地房地产资产评估测绘咨询有限公司