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无人机倾斜摄影在建筑物竣工测量中的应用

朝乐巴特尔
  
安家(建筑与工程)
2021年51期
鄂温克族自治旗城投市政服务有限公司 内蒙古 呼伦贝尔 021000

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摘要:随着无人机技术的迅速发展以及相机分辨率的不断提高,加上摄影测量软件算法的不断优化,倾斜摄影建模技术得到了迅速发展。倾斜摄影通过多角度全方位的对地面进行拍摄,可以从多个角度获取建筑物侧面结构纹理信息,这让利用模型生产立面图成了可能。鉴于此,本文主要分析无人机倾斜摄影在建筑物竣工测量中的应用。

关键词:无人机倾斜摄影;建筑物竣工测量;应用

中图分类号:TU75   文献标识码:A

1、引言

无人机最早诞生于20世纪20年代,起初主要用于军事侦察,后以其独特的优势被广泛应用于其他领域。随着相关理论、硬件设施及软件技术的发展,无人机技术很快被应用到测绘行业,主要原因在于它对气候、起飞区域等条件的依赖性较低,且经济、快捷,在小范围成图、应急测绘等方面展现出无可比拟的优势。

2、无人机倾斜摄影原理

无人机倾斜摄影测量是指在无人机飞行平台上挂载多个多角度非量测数码相机,从空中对地面进行拍摄获取地面影像数据。目前主流的搭配为五镜头,即前视、后视、左视、右视和下视,四个侧视镜头主要获取建构筑物侧面纹理信息,这位立面测量提供了保障。下视镜头获取建筑物的顶部信息,避免航飞过低时建筑物顶部因重叠度不够而出现空洞。五镜头侧视镜头夹角一般呈45度,由等边直角三角形可知,要完整获得测区边缘,则航线至少要外扩一个航高。

3、无人机倾斜摄影技术的优点

3.1、监测率高

科学技术快速发展,无人机测绘技术作为先进技术之一,应用于建筑工程中的优势较为突出。城市建筑工程的实际测量时,运用无人机测绘技术实时跟踪建筑施工整体情况,及时发现问题,并且采取有效的应急措施在第一时间解决,不仅能够将应急处理效率大幅度提高,而且对于建筑工程整体稳定性具有促进作用,确保高质量地完成施工任务。

3.2、监测尺度大

无人机测绘技术主要采用的是遥感监测,即使在较大的监测范围之内同样也可以达到准确监测,即使监测尺度扩大也不会受到影响。城市建筑工程施工过程中,无人机测绘技术的应用具备了非常明显的可操作性,监测范围、尺度能够随时调整,或大或小,即便施工的环境狭小或者是环境恶劣,同样也可以运用无人机测绘技术完成规定区域测量,较广的运用范围也是其最为显著的优点之一。

3.3、信息采集以及传递速度快

无人机测绘技术应用过程中,自身所具备的采集、传递数据信息系统,能够做到及时对数据进行处理,为技术人员更好的分析提供保障。在一些人员难以达到的环境中,无人机测绘技术优点更加突出,可以快速且准确锁定不同领域不同信息,采集、处理、传递,不仅信息传递速度较快,而且分辨率极高,监测到的信息同样也非常准确。

4、无人机倾斜摄影作业流程

4.1、外业测量流程

外业工作以安全高效完成测区拍摄为目的,要注意遮挡物、禁飞区、风速影响、测区大小合理性等问题,严格按照技术要求布置相控点、检查点,以保证测绘质量。外业工作与传统测绘相比看似简单了,但每一步操作都有需要特别注意的事项。现场踏勘过程中,注意避开高大建构筑物,需要在绘制飞行路线时优化布置。像控点布设则要注意分布均匀,明显突出于周围地物。像控点布设的好坏直接影响到内业成图质量。飞行过程中要时刻注意电池剩余电量、摄像头角度、飞行速度等参数,做好应急处理。飞行即将结束时,注意落地点是否避开行人、车辆等遮挡物。具体工作流程如图1:

4.2、内业数据处理

对于建筑立面测图工作,内业处理起来相对复杂一些。传统空三测量对倾斜影像数据处理效果不理想,所以需要结合飞机传感器提供的POS外方位元素数据进行联合平差,同时结合现场布设的控制点进行联合平差,通过误差方程解算出影像的外方位元素,以前方交会的形式求出点位的三维坐标。

在建模处理成3D模型后,需要在三维测图软件中进行数据加工,绘制出图。对于简单建筑,只需绘制4个立面图,提取出每个立面的门、窗、楼檐尺寸和位置等信息绘制到图中。目前的三维测图软件中,提取简单建筑三维信息的功能已经比较完善,但对于复杂建筑、外形特殊建筑,需要更专业的软件才能实现。三维测图具体工作流程总结。

5、无人机倾斜摄影在建筑物竣工测量中的应用

建筑物竣工测量在建筑工程完工后进行,主要目的是核实完成效果与规划是否一致,建筑物竣工测量是规划监管部门实施监督管理的依据,具有一定的法律意义。其主要包括建筑物的现状地形图(竣工图)、建筑物的长度、宽度、高度、附属设施尺寸、建筑面积、标注建筑物与道路红线、城市绿线、征地边界等的关系,通过EPS2016在实景三维模型上采集相关要素。

主要建筑物(验收的建筑物)采集内容:建筑物各个外轮廓点、结构、层数、阳台、建筑物屋顶高、建筑物±0高度、散水高、女儿墙高、附属设施(设备间、楼梯间、楼顶水箱、连廊、檐廊)、转角及高程。

次要建筑物(不验收建筑物、与主要建筑物有审批距离的建筑物)采集内容:建筑物外轮廓点、结构、层数、阳台等。

竣工图要素采集内容:独立地物采集(路灯、旗杆等)、水系要素(水涯线采集、礁石等)、交通要素(内部路、主干路、农村巷道及路面高程)、管线设施(井盖及高程,高低压及通信杆。这里需要注意,高低压及通信不能在内业判读,需要在现场描绘草图)、绿化(人工草地及花坛位置)、工业设施(露天设备)等。

上述要素采集完成后,计算、编辑并加入图廓,完成竣工图,根据竣工图完成后续尺寸图、对比图、建筑面积、绿地面积等相关资料。

6、结束语

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]陈琦.无人机倾斜摄影测量应用于建筑规划竣工地形图[J].城市建筑,2020,17(35):121-124.

[2]曹英莉.倾斜摄影技术在建筑工程测量中的应用[J].建筑技术开发,2020,47(13):97-98.

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