地面攝影測量在變形監測中的精度分析

廖俊　梁繼東　苑志剛

摘 要：隨著建筑行業快速發展的同時，能夠對建筑物和地質等做出測量的地面攝影正在在逐步得到施工人員的重視。攝影測量學的發展經過了模擬攝影測量、解析攝影測量、數字攝影測量3個階段。模擬攝影測量是利用光學/機械投影的方法實現投影過程的反轉。解析攝影測量以電子計算機為主手段，通過攝影像片的量測和解析計算方法的交匯方式來研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質以及其相互關系，并提供各種攝影測量產品的一門科學。是數字攝影測量產品的一門科學。數字攝影測量是基于攝施工人員對于地面攝影最關注的就是它的精確度問題。那么，下文對精確度的的影響因素以及提高精確度的方法做出了分析。

關鍵詞：地面攝影測量 精度 控制點 觀測目標

中圖分類號：P232 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）03（b）-0050-02

地面攝影測量是變形測量方法中的一種，它在各個行業的應用十分廣泛。在監測建筑沉降的程度、建筑物發生傾斜的程度、對環境方面的工程甚至是在考古專業也可以有所作用。由于它應用的區域十分廣泛所以它的精確度就顯得很重要，在大量的工程應用中數據必須盡可能地做到精準。地面攝影測量是未來的監測行業中不可或缺的部分，所以必須共同努力采取正確的措施來提高精確率。

1 影響精度的基本因素

對于地面攝影測量精度的影響主要來自幾何、物理、數學和多余觀測4個方面。下文將詳細地進行說明。

（1）影響地面攝影測量精確度的數學模型方面主要來自于選取的攝影材料不合格。例如攝影機里的硬片是否足夠平整、攝影機里軟片安裝對其壓平并且要有一定的拉力這兩點如果做得不合標準就會引起攝影片產生變形還有攝影機的物鏡是由很多透鏡組合而成，理論上透鏡的中心要在一個光軸上，但是在制造的過程中不可能達到，因此造成的切向畸變對攝影監測數據產生影響。

（2）由于多種因素而產生的觀測上數據的誤差，在使用儀器測量坐標時，儀器本身的觀測準確度還有工作人員在使用儀器時的對儀器的使用方法是否嫻熟以及所處的觀測地點等這些因素都能對檢測數據產生影響。

（3）攝像儀的鏡頭焦距是透鏡到焦點的距離，由于鏡頭都是由多個透鏡組成所以攝像儀自身的特性對測量結果還是有著很大影響的。

（4）在實際測量中對地面攝影數值精確度有很大影響的是控制點的布局和數量情況。在測量的過程中控制點的數量越多，一般來說最后測量的數據值也就會越精確。

（5）攝影過程中對攝影器材的選取也很重要。一般來說，攝影器材內部設備的性能直接可以影響測量的精確度。

2 提高精度的措施

2.1 數據處理方法

共線方程光束法平差解一般在建筑行業檢測中應用比較廣泛，它所計算出的數值更加具有說服力。那么什么是共線方程呢？共線方程描述了像點a、攝影中心S與地面點A位于同一條直線上。這種方法主要分為近似方法和嚴密方法，近似方法是通過對測量物運用直接觀測出的數據作為測量的基礎數據，而嚴密方法是作用測量中所測取的數據結合在一起并取數據的平均值作為基礎進行計算。這樣看來近似方法的數據由于是一次測量的結果所以比起嚴密方法所采用的基礎數據來說沒有更強的說服力，產生的誤差較大。

2.2 控制點的數量及其分布

地面攝影測量的數據的準確度與控制點的數量及其分布情況之間相互影響比較大，在想要測量數據目標的區域內，想要使測量數據值達到最高，那么就要盡可能地讓控制點分布在測量的區域內，一般來說在測量的區域內控制點的數量值與測量的準確程度是呈正比的。下面為大家提到關于誤差的計算規律公式：

m2=m2拉+m2攝

2.3 觀測誤差和觀測目標

觀測過程中產生的誤差情況主要包括技術人員在觀測過程中由于自身的技術水平不夠所產生的誤差還有測量儀本身設備的問題所產生的誤差。對于這些誤差所要采取最佳的方法就是在測試的數據值中取平均值，把誤差減到最小。

在攝影地面測量的過程中，我們的工作人員要保證最后測量構成的圖像要比實際的測量目標大，這樣會比較方便觀察。下面是計算觀測目標為圓形的公式：

D=5/3·（Y/t）·d

2.4 “多次”攝影

在實際的測量過程中，由于左右眼的不同也可能產生誤差，還有測量儀器左右的設備稍有不同也會對測量值產生影響，這種情況通常采用的是“多次”攝影的方法，最后對所測量的數值取平均值。

3 建筑行業進入信息化時代

在原有的地面攝影測量的方法上現代化設計應用了更新穎的測量技術——數字近景攝影技術。數字近景攝影技術的應用為我們的測量領悟帶來了新高度。在測量數據的處理上數字近景可以獲得比以往更加精準的信息。這對我們的建筑行業很有幫助。

近景攝影測量是指測量范圍小于100 m、像機布設在物體附近的攝影測量。它經歷了從模擬、解析到數字方法的變革，硬件也從膠片像機發展到數字像機。數字近景攝影測量系統一般分為單臺像機的脫機測量系統、多臺像機的聯機測量系統。它具有其他系統無法比擬的優點：測量現場工作量小、快速、高速和不易受溫度變化、震動等外界因素的干擾。現在近景攝影測量技術被很多大公司應用到工程當中。

數字近景攝影測量的發展主要分為5個不同特征的時期：基礎階段的早期；初進入數字階段的逐步發展時期；進入數字階段的全面發展時期、穩步研究和加大推廣應用的深入發展時期和近代的成熟時期。現階段的數字近景測量技術已經可以滿足醫學界的圖像要求具有實時性，幾何高精度方面的高要求也能得到滿足。數字近景的快速發展不僅為工程的測量數值提高了精確度也使得測量的結果更加具有說服力。為工程的質量提供保證。

4 結語

該文為簡單地介紹了地面攝影現階段所存在的問題以及面對問題可以采取的有效措施，同時也為我們簡述了擁有著高精確度的數字近景攝影的測量技術，這一技術的到來，為各個領域都帶來了突破性的發展。它使醫學的攝像對人體的構造情況能夠清晰地展現在我們面前，使醫生的診斷工作更加確切。在建筑方面測量的數據更加精確，這對于建筑行業來說是非常重要的，數據的精確程度了解影響了建筑物的成果。由此看來，研究人員還要進一步地努力研發出更加精確的攝影方法。同時，也希望筆者結合認識與看法所寫出的這篇文章能夠對相關專業的人員有所幫助。

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