摘要：建筑工程中的变形是指建筑物或结构在施工或使用过程中由于各种因素而产生的位移、倾斜或变形等现象，它会影响建筑工程的安全性、稳定性和可靠性，甚至导致工程事故或灾难。对建筑物变形进行及时、准确和全面地监测和分析，是保障工程质量和安全的重要措施。传统的建筑工程变形监测方法主要依赖于人工观测或固定式传感器，这些方法存在着测量范围有限、测量效率低、测量精度差、测量成本高等缺点。无人机测绘技术作为一种新型的空中遥感技术，具有灵活性高、覆盖面广、精度高、效率高、成本低等优点，为建筑工程变形监测提供了一种新的可能。

关键词：无人机测绘技术；建筑工程；变形监测

1.基于无人机测绘技术建筑工程变形监测原理

1.1.点云模型建立基本原理

1.1.1.数字图像转换

图像在人类视觉系统中扮演着非常重要的角色，高达75%的信息来源于视觉。图像可以分为模拟图像和数字图像2种类型，数字图像已经广泛应用于医学、遥感、军事等领域。数字图像是基于像素的，因此其空间分辨率越高，图像越清晰。无人机拍摄的图像是彩色数字图像，这些图像的像素位置和颜色信息是后续点云模型转换的基础。因此，数字图像对于人类视觉系统以及现代科技的发展，都具有非常重要的意义。

数字化是将模拟图像转换为数字图像。数字图像是由一个个像素构成的，每个像素都有整数的行高和列宽坐标。每个像素都有一个颜色值，对于二进制图像来说是灰度值，对于彩色图像来说是三色值。空间分辨率是数字图像的一个重要参数，它是衡量数字化精度的标准。分辨率越高，数字图像越清晰、越详细。在数字图像处理中，像素和颜色值以及空间分辨率是非常重要的概念。通过对这些概念的理解，可以更好地处理数字图像，提高图像处理的质量和效率。本文中无人机拍摄的图像是彩色数字图像，图像中的像素位置和颜色信息是后续点云模型转换的基础。

1.1.2.点云数据传输

逆向工程是一种通过对目标进行逆向分析的过程，从最终产品中获取制造信息的方法。在测量领域中，逆向工程可以使用适当的设备对目标进行扫描，以获取目标表面点的信息。这些信息可以通过激光点云和相机点云等方式进行传输，主要包括三维坐标和激光反射强度或像素颜色信息。通过这些信息实现后续建模，可以更直观、更清晰地表达目标信息，显示三维空间信息和目标的几何信息。

1.1.3.像与点云的转换

空间三角法（Triangulation）是一种测量方法，通常用于测量远距离的物体或地点的位置。该方法基于三角形的几何原理，通过测量三角形的一些角度和边长来计算目标位置。目前最先进的空间三角测量法是数字空间三角测量法，它利用模式识别和多种图像匹配技术自动选点，从而提高测量的效率和准确性。解算单位是气带的分辨率单位，观测单位是一条气带的摄影测量坐标。在光束法中，解算单位是无人机拍摄的图像，观测单位是图像的坐标。

1.2.无人机测绘数据处理

使用Pix4Dmapper对无人机拍摄的图片建立点云模型。在无人机测绘领域中，使用软件和工具可以大大提高数据处理的效率和精度。Pix4Dmapper是其中最受欢迎和最常用的软件之一。该软件可以将无人机或手持设备拍摄的图像转换为高精度的二维地图和三维地图。除了测绘领域外，Pix4Dmapper还广泛应用于建筑、农业、执法、采矿和采石业等多个行业。该软件可提供完全自动化的工作流程和质量报告，这有助于提高项目的质量和数量。通过使用Pix4Dmapper，用户可以获得更加准确的地图和模型，从而更好地理解和分析数据，并有利于决策制定和规划。

Pix4Dmapper的主要输出成果由以下5种：一是三维点云。Pix4Dmapper可以根据采集的影像数据生成高密度的三维点云，每个点都代表了地面上的一个实际点。这些点可以用于进行测量、分析和建模等操作。二是数字表面模型（DSM）。根据采集的数据，Pix4Dmapper可以生成数字表面模型，它是地面表面的数字表示，可用于进行地形分析、地貌分析等。三是数字高程模型（DEM）。Pix4Dmapper可以生成数字高程模型，可用于进行地形分析、地貌分析等。四是三维模型。Pix4Dmapper可以根据采集的影像数据生成三维模型，这是一个真实的三维场景，可用于进行可视化、建筑设计和规划等操作。五是正射影像。Pix4Dmapper可以生成正射影像，这是一种经过矫正的影像，可以消除地形变形和影像倾斜等影响，使得影像更加真实和精确。

2.无人机测绘技术在建筑工程监测的应用

2.1.变形量计算方法

在利用无人机对建筑工程变形分析中，最为关键的一步是对无人机采集到的建筑物变形监测数据进行处理和分析。常见的变形量计算方法，包括基于图像处理和测量技术的位移法、三维模型匹配法和点云比对法等。这些方法可以通过对建筑物在不同时间点的无人机航拍图像或点云数据进行比对和分析，计算出建筑物的变形量和变形速率，从而评估建筑物的变形情况。

2.2.趋势分析

趋势分析是无人机测绘技术在建筑工程变形分析中的重要环节。通过对连续多次的无人机测绘数据进行趋势分析，可以识别建筑物的变形趋势，判断变形是否逐渐加剧或趋于稳定，从而为工程管理和维护决策提供科学依据。在无人机测绘技术在建筑工程变形分析中的数据处理和结果展示方面，数据可视化和模型建立是常用的方法。通过将无人机测绘数据转换为三维模型或二维图像，并结合地理信息系统（GIS）和计算机辅助设计（CAD）等软件，可以直观地展示建筑物的变形情况，为工程管理人员和决策者提供直观、有效的信息。

2.3.优势分析

基于无人机测绘技术的建筑工程变形分析方法具有多个优势。首先，无人机测绘技术能够提供高精度的测量数据，可以对建筑物的微小变形进行准确监测。其次，无人机测绘技术具有高时效性，可以在短时间内对大面积的建筑物进行监测，提高了工作效率。此外，无人机测绘技术可以获取全面的数据，包括建筑物的不同角度和高度的信息，从而能够更全面地了解建筑物的变形情况。综上所述，无人机测绘技术的建筑工程变形分析方法具有高精度、高时效性和全面性等优势，并已在实际工程中得到广泛应用，为建筑工程的变形监测和管理提供了有效的技术手段和解决方案。

3.结束语

综上所述，随着无人机技术的快速发展，无人机测绘技术应用在建筑工程变形监测不再是一种可能。本文提出了无人机测绘技术在建筑工程进行变形监测的相关原理，接着通过无人机测绘技术在建筑工程监测实践，表明采用了无人机测绘技术，可以实现对建筑工程进行全方位、高精度的监测，且监测成本相对较低，具有一定的经济性和实用性。该方法可以实现对建筑工程的实时监测，便于及时发现建筑工程的异常变形情况，并对其进行分析和评估，从而为后续的维护和改善提供科学依据。总之，基于无人机测绘技术的建筑工程变形监测及分析方法具有较高的可行性和实用性，可以为建筑工程的安全监测提供有效的技术支持。

参考文献

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