傾斜攝影測量與GIS技術在工程測量中的應用分析

李 健

（山東天元信息技術集團有限公司，山東 東營 257000）

城市化發展和工程建設最重要的前提便是工程測量，不同地區地質狀況存在較大差異，并且還具有較高的復雜性，因此工程測量的難度相對較高。為了確保工程測量的準確性，應當注重先進技術的應用[1]。傾斜攝影測量和GIS技術近幾年得到廣泛關注，已經成為工程測量環節的主要應用技術，這兩項技術可以提升工程測量的質量和效率。但是，在實際的工程測量工作中，一般需要面對的實際測量情況不僅較為復雜，還存在較多變化。為了充分發揮傾斜攝影測量和GIS技術在工程測量中的優勢，應當進一步深入研究這兩項技術的應用要點，并且積極探索可以提升傾斜攝影測量和GIS技術效果的措施，為工程測量可以更加高效和優質地應用這兩項技術奠定堅實的理論基礎，在提升工程測量精度的基礎上，促進后續工程施工質量的有效性不斷提升[2]。

1 傾斜攝影測量與GIS技術

工程建設過程的全部測繪工作可以統稱為工程測量。在實際開展工程測量工作時，相關測量人員通常需要兼顧較多的工作，而工程測量對于精準度具有較高的要求，因此必須要對測量技術合理應用。作為近幾年逐漸興起的高新技術，傾斜攝影測量技術在傳統攝影基礎上進行了改進，不僅可以從垂直角度拍攝，還可以從其他角度（主要是4個傾斜角度）更加靈活地進行傾斜拍攝，貼合實際測量工作需求，將多臺傳感器安置在同一個飛行平臺上，能夠在很大程度上提升測量結果的準確度[3]。而GIS技術便是我們常說的地理信息系統技術，相關測量人員在這一技術的支持下可以實現對各種資源環境信息的全面、有效管理。

2 傾斜攝影測量與GIS技術在工程測量中的應用優勢

2.1 傾斜攝影測量技術在工程測量中的應用優勢

傾斜攝影測量之所以在工程測量中得到廣泛應用，主要是因為該測量技術可以廣泛獲取信息、具有較低的測量成本以及可以測量地形地貌復雜的地區，并且在影像分辨率方面具有突出優勢。與傳統攝影技術相比，傾斜攝影測量技術主要在影像數據或取消率方面進行了改進，可以效解決以往攝影技術難以傾斜拍攝的問題有[4]。在傾斜攝影測量技術的支持下，相關人員可以在極短的時間內獲取大量信息。另外，傾斜攝影測量不需要使用太多的設備，因此整體測量成本也不高，還可以幫助節省測量人力和時間，因此有助于工程測量經濟效益的提升。工程測量中經常面對地形地貌狀況復雜的地區，導致測量技術難以發揮作用，嚴重拖慢工程測量進度，而采用傾斜攝影測量技術不僅能夠完成地形地貌復雜的測量任務，還不會受到惡劣天氣影響而降低測量精度[5]。

2.2 GIS技術在工程測量中的應用優勢

GIS技術在工程測量中得到有效應用，主要是因為其不僅可以提供準確的數據，還可以為工程測量質量提供保障和提升工程測量效率。應用GIS技術，測量人員可以在工程測量過程中勘探測量和綜合評價周圍環境，從更加可靠的層面分析地區與工程施工的適配度。在該技術的支持下，技術人員可獲取專業、準確的數據，為項目可行性分析助力[6]。GIS技術可以在復雜環境或者陌生環境中提供不同方案，為工程測量順利開展提供方便。另外，在GIS技術的支持下還可以進行計算機建模，對當地地理環境直觀展現，既有助于節約成本，還能夠為施工方案的可行性提供有力保障。在實際的工程測量中，地形以及測量技術應用水平都會對最終測量結果產生影響。應用GIS技術可以有效消除以往測量環節的隱患，大幅度提升測量精準度，同時應用三維模型對當地地形直觀展示，可以進一步保證工程測量質量。

3 傾斜攝影測量與GIS技術在工程測量中的具體應用

3.1 傾斜攝影測量技術在工程測量中的具體應用

3.1.1 生成、整合以及匹配多視影像

該測量技術在實際應用于工程測量當中，需要先進行DSM等數據模型的構建。DSM是數字地表模型，屬于一種地面高層模型，可以對地形地貌的實際起伏狀態更加直觀、形象地展現，在實際中可應用該測量技術先完成地形地貌虛擬模型的構建，提取和分析分割影像及其邊緣、紋理的信息，最終實現多視影像的生成。之后，測量人員還需要整合多視影像[7]。DSM當中的導航定位定向系統（POS）增加了更多的圖像元素的外部方向，可以完成自動化測量，還能夠依據精確序列從粗到細地排列測量圖像，每一層圖像都可以自動匹配最終整合圖像。多視影像無論是覆蓋范圍還是分辨率都有了較大提升，但在方便測量工作的同時，也帶來了一定的問題，主要表現為在實際收集的數據當中混雜數量龐大的冗余信息，相關測量人員需要通過影像精準快速地找到目標信息，這屬于該項技術應用和研究的重點。在多視影像的支撐下還可以整合建筑物邊緣、墻面邊緣以及紋理等信息，并且進一步轉化成三維數據。

3.1.2 科學選擇地面控制點

無人機是傾斜攝影測量技術應用的重要支撐，因此應用傾斜攝影測量技術之前，還需要科學制定無人機飛行計劃，這一過程需要重視地面控制點的布設，主要是因為其對最終測量精度產生影響，直接關系到最終獲取的影像數據是否包含完整的測繪區域。在實際布設地面控制點的過程中，不僅要對具體測量任務要求進行全面分析，最重要的是還應當剖析當地實際情況，面對復雜地形，為了進一步提升影像質量，應當適當增加測繪點密度。

3.1.3 空中三角加密測量

在實際應用傾斜攝影測量技術時，一旦出現無人機故障的情況，將會引發測繪出現“空白區”的情況。空中三角加密測量屬于妥善解決這一問題的有效方式，主要是發揮無人機航空拍攝過程自動存儲POS數據、預測方位元素的功能，對部分遮擋點予以剔除，有助于獲取精準的工程數據，促進工程測量工作的高質量開展。

3.2 GIS技術在工程測量中的具體應用

3.2.1 精準、高效采集數據

GIS技術為工程測量行業發展貢獻了巨大的力量。與傳統的測量技術相比，GIS技術最為突出的優勢便是信息收集，相關人員可以依據具體情況合理應用GIS技術。傳統的數據采集方法工作量巨大，需要貼合地形特點以及實際測量標準等由人工深入一線測量[8]。自從GIS技術被應用于工程測量之后，人工實地測量環節被免去，在計算機的支持下完成完善的地貌信息模型數據庫的構建，既減輕了測量人員勞動強度，還能夠將外界因素對測量工作的干擾度降到最低。在GIS技術的支持下可以動態化收集數據信息，面對形態多變的地貌獲取實時動態畫面，以此來分析地貌具體變化規律。

3.2.2 轉化處理數據

對信息數據進行收集之后，最重要的工作是將其轉化為更具實用性的數字信息，在這一過程中先進設備的重要作用不容忽視。對數據進行轉化處理之后，原本相互獨立的實體空間和虛擬空間被有機聯系在一起。轉化處理數據的關鍵是確保數據拓撲始終具有較高的正確性，保證其正確性才可以更好地對剩余向量數據以及類向量數據等進行分析。在實際的工程測量工作中，GIS技術最常應用的一個方法便是精準化測量，該技術的實現主要依靠電子設備，只需要輸入參數便可獲取精準的目標數據。衛星定位系統也是精準化測量工作順利開展的關鍵，有助于將以往人力測量存在的弊端有效消除，為測量結果的精準性提供保障。

3.2.3 空間分析和輸出

與以往測量技術全面對比，GIS技術還具有一大優勢，便是可以做到三維成像。這也是其可以獲取高精準度數據的原因之一。在工程測量實際開展過程中，要求從多方面分析工程經濟性、巖土物理力學性質以及具體地理狀況等。在GIS技術的支持下分析空間，借助計算機對數據進行整合，進一步方便完善空間模型。GIS技術還具有立體輸出的優勢，該技術應用了先進的軟件以及硬件，可以對龐大的工程數據進行分析，并且該技術可與具有強大功能的外接設備實現有效連接，可以通過更加立體的形式對信息進行輸出。

3.3 傾斜攝影測量與GIS技術在工程測量中的結合應用

為了進一步提升工程測量的質量和效率，在實際開展工程測量工作時可以有機結合傾斜攝影測量和GIS技術，確保這兩項技術可以充分發揮自身優勢。相關技術人員應當熟悉掌握傾斜攝影測量技術應用要點，在這一基礎上融合GIS技術。

4 傾斜攝影測量與GIS技術在工程測量中的應用建議以及提升測量精度措施

傾斜攝影測量+GIS技術的1∶500的測量精度，相對應的效率較低，當讓分辨率達到2 cm，應當保證飛行平臺飛行在100～200 m。不過，飛行平臺都需要注重續航問題，當飛行平臺續航時間不足時將會出現難以完成對應工作的情況。面對這一問題，要求相關作業人員依據實際情況對精度進行靈活調整，同時選擇合適的飛行平臺，確保精度和飛行模式之間可以保持平衡狀態。為了確保其他方面滿足應用要求，有些情況下可以犧牲一定的精度。除此之外，還需要注重GIS軟件的合理選擇，以具體應用場景為依據完成單體化建模以及矢量采集，在全面發揮軟件優勢的基礎上，降低設備因素等對于結果所產生的負面影響。

不斷提升傾斜攝影測量+GIS技術測量精度，需要進一步精準化處理影像糾正、立體采集、數字高程模型建立等，主要可以應用數字空中三角測量技術為攝影提供輔助。面對測繪結果發生變形的情況，應當對物鏡畸變進行測定，及時更正異常情況。在解析基本數字模型時，共線方程式發揮著重要的基礎作用，其對于實際應用也會產生關鍵影響，需要應用嚴密的共線方程式光束法進行平差計算。

5 結束語

綜上所述，工程數量不斷增多同時，對于工程測量的需求也明顯增多。為了提升工程測量精度，需要重視先進測量技術的應用。傾斜攝影測量和GIS技術在工程測量中具有突出的應用優勢，為測量質量和測量精度的提升提供了有效的技術支持。將傾斜攝影測量和GIS技術有機結合起來應用于工程測量當中，可以改善以往測量技術存在的諸多弊端，通過全面分析工程目標，提升測量方案的科學性，為工程測量數據提取的準確性提供保障。