傾斜攝影測(cè)量在水利工程測(cè)繪中的應(yīng)用

陳天和

（天津市森匯工程技術(shù)有限公司，天津300000）

1 引言

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)和我國(guó)傳統(tǒng)的工程測(cè)繪技術(shù)相比較，測(cè)繪精度更高，且成本較低，操作也較為簡(jiǎn)單。因此，近幾年來，在我國(guó)水利工程測(cè)繪工作中的應(yīng)用也越來越廣泛，在一定意義上促進(jìn)了我國(guó)水利工程建設(shè)的發(fā)展。

2 傾斜攝影測(cè)量在水利工程測(cè)繪中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 可以產(chǎn)生測(cè)繪原數(shù)據(jù)

在水利工程測(cè)繪工作中應(yīng)用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，其首要應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是可以產(chǎn)生原數(shù)據(jù)。（1）測(cè)繪人員利用相關(guān)的傾斜攝影數(shù)據(jù)，可以直接從模型中進(jìn)行各種輔助數(shù)據(jù)的提取，包括DEM、DSM、DOM等數(shù)據(jù)；（2）測(cè)繪人員利用傾斜攝影數(shù)據(jù)還可以導(dǎo)出和原始數(shù)據(jù)相匹配的點(diǎn)云和高密度的圖像，以此作為水利工程測(cè)繪的輔助測(cè)繪成果，幫助人們了解水利工程測(cè)繪現(xiàn)場(chǎng)的較為復(fù)雜的地形；（3）測(cè)繪人員還可以利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)配合遙感技術(shù)，在云端獲得測(cè)繪地區(qū)的圖像，滿足水利工程等重復(fù)測(cè)繪和監(jiān)測(cè)工作的實(shí)際需要；（4）測(cè)繪人員還可以利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)獲取分辨率較高的圖像，且數(shù)據(jù)的處理能力較高，可以獲取相關(guān)的航空影像數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上制作數(shù)字線路規(guī)劃圖和數(shù)字高程模型等，為水利工程的后期建設(shè)提供有效的數(shù)據(jù)支持[1]。

2.2 有利于提高工作質(zhì)量和效率

在水利工程測(cè)繪工作中應(yīng)用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，還可以有效提高水利工程測(cè)繪工作的質(zhì)量和測(cè)繪效率：（1）傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過程中，通常情況下是利用無人機(jī)進(jìn)行低空飛行，攝像機(jī)的清晰度較高。根據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，其采集的影像數(shù)據(jù)的地面分辨率可以低于5cm，在1d時(shí)間內(nèi)，可以獲取1km2測(cè)量區(qū)域的數(shù)據(jù)，由此可見其工作效率較高。（2）測(cè)繪人員利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，還可以通過相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件形成測(cè)區(qū)的三維模型，并對(duì)三維模型進(jìn)行編輯、量取和立體測(cè)圖等，幫助信息的使用者做出判斷，最終提高工作效率。

2.3 有利于實(shí)現(xiàn)泛在測(cè)繪

在水利工程測(cè)繪工作中應(yīng)用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，還有利于實(shí)現(xiàn)泛在測(cè)繪。用戶可以在任何時(shí)間和地點(diǎn)使用和創(chuàng)建地圖過程，進(jìn)行測(cè)繪工作，以此提高測(cè)繪效率和測(cè)繪精度。但是，其實(shí)際應(yīng)用效果還有待提高。

3 傾斜攝影測(cè)繪技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用流程

傾斜攝影測(cè)繪技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用流程主要為：信息的收集和整理、建立信息模型、圖紙的繪制和檢核、提交測(cè)繪報(bào)告。其中，信息的收集和整理以及信息模型的建立是水利工程傾斜攝影測(cè)繪工程的重點(diǎn)流程，直接關(guān)系著水利工程測(cè)繪工作的整體精確度和完成狀態(tài)。

在實(shí)際的測(cè)繪過程中，需要注意以下幾點(diǎn)：（1）加強(qiáng)對(duì)水利工程測(cè)繪圖像的分析，保證圖像為彩色數(shù)字圖像；（2）加強(qiáng)對(duì)測(cè)繪所得的影像資料的分析，保證其影像的分辨率符合實(shí)際的水利工程的高尺度的要求，可以為水利工程提供較為精確的比例尺地形圖信息；（3）測(cè)繪人員在利用傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行水利工程測(cè)繪工作時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)航向和旁向重疊度的分析，使其滿足實(shí)際的水利工程測(cè)繪要求，避免出現(xiàn)測(cè)繪誤差；（4）測(cè)繪人員利用傾斜攝影測(cè)繪技術(shù)獲取圖像資料以后，還需要進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，比較圖像的清晰度、色差度以及明亮度等，選出符合標(biāo)準(zhǔn)的圖像資料；（5）測(cè)繪人員利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行水利工程測(cè)量工作時(shí)，還需要調(diào)整無人機(jī)高清攝像頭的視角，避免出現(xiàn)攝影的盲區(qū)，提高水利工程測(cè)繪工作的全面性。

測(cè)繪人員在明確以上水利工程傾斜攝影測(cè)繪工作的注意事項(xiàng)以后，還需要嚴(yán)格按照測(cè)繪流程進(jìn)行工程測(cè)繪。通過TIN網(wǎng)構(gòu)建、貼圖制作、三維建模、影像投射等操作，建立出立體、直觀、透明等特征的空間模型，幫助測(cè)繪人員了解水域地理情況的了解，為水利工程的建設(shè)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，避免水利工程測(cè)繪誤差較大影響水利工程的建設(shè)精度[2]。

4 傾斜攝影測(cè)量在水利工程測(cè)繪中的實(shí)際應(yīng)用

4.1 工程概況

某水利工程是重點(diǎn)輸水工程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程，其在實(shí)際建設(shè)過程中有9臺(tái)臥式雙吸離心泵，在水利工程的設(shè)計(jì)方案的制訂中，預(yù)估日平均輸水量為4.48×105t，分3個(gè)方向分別向3個(gè)市區(qū)供水。在此工程的測(cè)繪工作中，測(cè)繪人員將傾斜攝影測(cè)量技術(shù)與BIM技術(shù)相結(jié)合，無人機(jī)航測(cè)地形圖如圖1所示。

4.2 利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集

在此工程的測(cè)繪工作中，測(cè)繪人員結(jié)合工程的實(shí)際情況，利用六旋翼無人機(jī)搭載五目?jī)A斜相機(jī)進(jìn)行了水利工程的外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作，水利工程的測(cè)區(qū)面積約0.5km2。在測(cè)量過程中，像片的重疊度為85%。另外，測(cè)繪人員利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)一共拍攝了2 825張照片。

圖1 航測(cè)地形圖

4.3 利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

在此次的水利工程測(cè)繪工作中，測(cè)繪人員采用Context Capture（三維實(shí)景建模軟件）進(jìn)行測(cè)繪數(shù)據(jù)的處理，通過Context Capture進(jìn)行工程的空中三角測(cè)量與3D模型重建，具體包含對(duì)水利工程的特征點(diǎn)的提取和匹配、區(qū)塊平差的調(diào)整以及影像的匹配、數(shù)據(jù)的計(jì)算等。

4.4 利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行模型構(gòu)建

受水利工程測(cè)區(qū)條件的影響，測(cè)繪人員利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行水利工程的測(cè)繪時(shí)，還需要結(jié)和實(shí)際的水利工程情況進(jìn)行模型的構(gòu)建。在模型構(gòu)建過程中，主要采用simulation software仿真軟件。

在此次的水利工程測(cè)繪工作中，通過應(yīng)用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，進(jìn)行了對(duì)信息的收集、提取、處理表達(dá)成果，通過建立模型，將工程測(cè)量的懸停精度控制在了垂直方向±1m，水平方向±2m，并且在-10～+40℃的環(huán)境下完成了工程測(cè)量任務(wù)[3]。

5 結(jié)語

綜上所述，傾斜攝影測(cè)量技術(shù)和我國(guó)傳統(tǒng)的工程測(cè)繪技術(shù)相比較，具有較多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，因此，在我國(guó)水利工程測(cè)繪工作中的應(yīng)用也逐漸成熟。為此，相關(guān)水利單位需要加強(qiáng)對(duì)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的資金投入，結(jié)合各種先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，充分發(fā)揮傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的作用，提高水利工程的測(cè)繪水平。