基于摄影测量与遥感技术的建筑工程测量研究

吴正伟

（中工武大设计研究有限公司，湖北 武汉 430000）

引言

经济的快速前进带动了科技的发展，促进了摄影测量和遥感技术的发展。在工程测量中，使用这两种技术可以解决很多传统测量方法无法解决的问题，如地理条件复杂、环境恶劣、地质条件不易勘测等，从而提高测量的准确度，缩短施工时间，提高工程质量。

一、相关简介

建筑工程在进行过程中需要严格确保准确性，这就要求需要关注任意环节的测量准确性，保证测量数据的科学性和合理性，在此前提下再进行施工，可以保证最终建筑物的安全性，也保证了施工工期的合理进行。

（一）摄影测量

摄影测量顾名思义就是利用摄影机对建筑物的形状、大小以及位置进行测量的一种技术。其核心问题就是如何利用获取的影像得到在实际建筑物中的位置点，也就是如何把一个二维图转换为三维的空间结构。要做到这点，首先就需要建立好相机与外界建筑物之间的关系。这就需要拍摄人员设置好相机的内参数和外参数，在做完这一工作后，就需要工作者考虑如何通过相片计算坐标点，这里就需要用到相对定向模型，基础矩阵等知识[1]，这样就可以确定好几何关系，这是整个摄影测量的核心环节，接下来要完成对一个区域或者一个建筑物的测量，需要进行多次测量，通过多张影像才能完成，当然多次测量就意味着会有更大的误差出现，所以为了提高整体的准确性，需要利用统计知识对测量所得的数据进行处理、优化，优化后的数据才能应用到后期的计算使用中。完成上面的这些工作，只是完成了一个大体的三维模型，要想更加深度还原建筑物，就需要密集地测量一些坐标点，通过这项工作就可以得到多组数据，然后根据获得的数据，建立合适的数学模型，利用相关几何知识进行建筑物的建筑。

（二）遥感技术

遥感技术是以电磁波理论为基础，利用传感仪器对远距离的目标辐射或者反射出的电磁波信息进行收集、处理、然后利用相关机器对其进行成像，从而达到对建筑物测量的一种技术[2]。

和传统的测量技术相比，遥感技术的测量范围更大，获取数据和资料的时间更短、信息量大、更加方便快捷。除此之外，在建筑行业的使用中，其最大的优点是这种测量方式受地面条件的影响比较小，传统的一些测量方法在自然条件恶劣、施工环境严峻的情况下，如雷雨天气、高山沼泽、沙漠等这些地方进行测量时会存在着明显的局限性，但是遥感技术受到这些因素的影响较少，在这些情况下，遥感技术仍然可以进行工作，因此这类技术广泛应用于建筑物的测量中。

二、重要意义

这两种技术在工程测量中的使用原理都是利用传感器之间的接触，将建筑物的相关参数存储在传输器中，然后将其展现出来，以此完成对建筑物的测量和勘测工作。这两项技术都是比较复杂、应用知识范围极广的两种技术。在使用过程中，它们需要将GPS、信息知识、地理知识、摄影技术等多种知识综合起来进行考虑，因此和传统的测量技术相比，这两种技术的测量范围更广，所需时间更短，测量的数据更多也更精确，这也就使得这两种技术在工程测量方面得到了人们的青睐。

利用这两种技术进行测量，施工单位可以不考虑气候条件带来的影响，这样也可以加快施工进度，从而避免由于天气情况而无法按时测量数据从而无法施工的情况出现。另外，由于这类技术更加便捷，在测量过程中，也可以省略很多不必要的环节，减少不必要的经济损失，保证企业的经济效益。

另外，这种技术不需要测量人员到现场进行工作，工作人员只需要远程操作即可，操作简便快捷，同时准确性高，为后期的施工质量提供好的保障。但是由于此类技术比较复杂，需要专业的人员进行测量，所以国家需要着重培养这方面的人才，另外企业也需要对员工进行技术指导和定期培训，让更多的人掌握此技术，保证此技术能够广泛应用于施工中。

三、实践应用

（一）摄影测量

1.测量流程

目前在工程测量中比较常用的一种摄影测量是低空码航空摄影，这种技术是把摄影机放在一些小型飞机上，然后对建筑物进行测量的一种方法[3]，这种技术可以很好地解决测量人员无法进行现场测量这种情况。技术的流程为“空间三角测量”“地形图数据采集”和“外业调绘成图”。第一环节也就是利用摄影技术，在低空生成空间三角，对建筑物的整体构造进行一个模拟，然后在这个空间的三角范围中，再对建筑物进行测量的一个环节。第二个部分是对摄影机收集到的数据进行采集、汇总和分析的过程。最后一个环节就是对数据进行整合以后，将这些信息以地形图的形式展现在二维图中，从而实现对建筑物由空间三维结构向平面二维结构的转变。

2.测量方法

利用此技术进行测量的三个环节都比较复杂，对专业知识要求较高，例如第一个环节，在测量之前，需要测绘人员对摄影机的相关参数进行调整，使用合理的参数进行测量，提高测量的精密度。另外，在这一环节需要注意保证数据的安全性，即需要对数据进行加密计算。在第二个环节需要相关人员运用恰当的方法对摄影机采集到的数据和信息进行汇总、分析和处理，使采集到的各个数据在地图中都能完整地体现出来。最后一个环节，作为最终环节，也是最重要的一个过程，在这一环节中，需要着重关注测量误差、计算误差，测绘人员要会用统计知识降低误差，保证数据的精确度。

3.图像质量控制

由于此技术在测量中会存在一些难以避免的系统误差，因此在使用时可以和其他的技术例如遥感技术等进行结合配套使用，这样可以减小误差、提高准确度。

（二）遥感技术

1.地质测量

地质测量就是在施工之前，设计图纸的工作人员可以利用遥感技术如卫星、无人机等设备，对需要施工的环境进行勘测，以保证选址的合理性。例如，有些施工地址下方可能存在岩溶或者地下水位偏高的情况，如果在开始之前，没有对选址进行勘测，就会导致后期的施工无法进行，但是利用遥感技术勘测时，设备就会以电磁波的形式将地质情况提现出来。这样测绘人员在设计图纸时，就可以根据实际情况设计施工，使方案更加合理，施工更加安全。

2.资源勘测

利用此技术对资源进行勘测，也可以提高勘测的质量。例如利用此技术对地下的煤炭资源进行勘测，煤炭资源所在区域的地形相比而言比较复杂，不适合人工直接进行现场勘察，但是如果利用遥感技术，就可以解决这个问题[4]。例如可以利用卫星对此资源进行勘测，对其所处的具体位置以及数量有一个整体的把握。但是遥感技术在测量过程中，会受到云层、火山等一些结构的干扰，因此在使用过程中，为了减少测量误差，提高测量的精确度和准确度，可以将其与摄影测量结合起来，这样就可以利用数学原理减少测量误差，保证勘测的准确性和高效性。

3.地图制作

由于遥感技术具有勘测范围广的特点，因此在利用此技术绘制建筑地图时，要注意保证绘制的完整性和全面性，避免遗漏。例如，勘测建筑物的选址时，需要对此区域的地图进行绘制，利用遥感技术，绘制人员就可以使用不同的颜色对不同的区域进行标记，例如水流、大山森林等都可以利用遥感技术对它们用不同的颜色进行标记，便于施工人员识别，利于后期工作的开展。利用此技术进行地图绘制时，需要对地图和实物的比例进行合理的规划，保证地图上完整展示出重要的区域和物体。

四、结束语

和传统的测量技术相比，摄影测量和遥感技术具有测量面广、准确度高、应用方便简捷等特点，但是在使用过程中仍然存在着一些难以避免的问题，而且这两项技术对操作人员的技术水平要求比较高，这就要求国家需要加大这方面人才培养的力度，另外企业也需要不断提升自己的技术水平和人员培养能力，为其在工程测量中的应用提供有价值的方法。