应用航空摄影技术在工程测量中的应用策略

2022-03-30王文娟

科学与信息化 2022年6期

王文娟

江苏诚泰测绘科技有限公司江苏泰州 225300

1 我国应用航空摄影技术工程测量发展现状概述

应用航空摄影技术是通过采用相应的轻型飞机作为摄影工具，为相应的摄影系统搭设飞行平台，同时通过在飞机上安装数码摄像设备，再利用飞行设备航拍，通过航空摄影飞机来获取相应的动态数据影像，从而保证收集数据影像的质量，尤其是对于相应的工程测量实际而言，通过外业调绘补充以及布控，再结合相应的数据处理软件的数据获取及存储分析，最终制成相应的土地勘探数据测绘产品[1]。此外，从具体工程项目的施工来看，应用航空摄影技术多采用无人机搭载航空拍摄设备作为相应的航拍载体，设备通过以无人机作为相应的飞行承载平台，在其三角翼上搭载摄像功能良好的A3摄像仪，再利用三轴稳定型云台进行其飞行姿态的控制，保障摄像设备能够更加稳定地进行航拍数据的获取，同时在航拍过程中将测区参数输入航摄设计软件，进行航拍数据位置的计算，得到航拍地形地貌、地标建筑的数据，最后再利用数据处理软件进行数据获取，将其处理分析，最终制成满足规范要求的DOM、DEM等测绘产品，以供工程项目施工过程中进行施工指导。

总体来看，目前我国应用航空摄影测绘技术在工程测量中的应用依旧处于发展阶段，虽然在相应的土地工程建设项目中，已经采用相应无人机航空摄影技术，来进行建设项目的测绘数据收集，但在实际的应用过程中，依旧存在着一定的问题。例如：测量数据准确性不足、恶劣天气的影响、内外业数据收集不完善等，这些问题的存在也使得应用航空摄影技术，在工程测量的实际应用中表现不佳，进而影响土地勘探测绘产品质量，但应用航空摄影技术依旧存在其不可被取代的优点，应用航空摄影技术能够将常规测量的大量外业作业转入内业，大大减少了项目施工测绘人员的工作量，同时通过相应的应用航拍设备，能够使得外业测绘工作人员工作量尽可能减小，使相应的测绘工作人员能够避免因恶劣天气而不能进行常规的测量工作，极大地提高了测量测绘工作的工作效率，缩短了工程项目施工的周期，为后期工程项目的实际可行性奠定了基础，同时应用航空摄影技术在测绘过程中具有的直观、易观测的特点，能够使不懂测绘的工程项目施工人员通过相应的成图产品能够简洁、有效的观察测区中的地形、地貌和地标建筑的高程以及变化，能够使得观测者准确的了解到地形地貌的趋势和特点，为相应的工程项目施工决策人员提供了有力的数据支撑和保障。

2 应用航空摄影技术在工程测量流程中存在问题

2.1 测量数据准确性不足

从实际出发，在相应的建筑工程项目的测量勘探中，应用航空摄影技术来进行土地工程测量数据收集，往往会存在着测量数据准确性不足的问题，尤其是采用应用航空摄影技术，在土地工程数据的收集过程中，往往受制于应用航空摄影设施设备的性能参数条件限制，会使得相应的设施设备在进行土地工程测绘的过程中存在着一定的误差[2]。例如：从实际而言，在某土地整改工程项目的测绘过程中，采用应用航空飞行设备搭载摄影装置，来进行相应区域的地区土地类型数据收集，往往会出现由于摄影设施设备性能参数不足，导致录像不清晰而出现的测绘数据误差，尤其是当出现阴影、遮挡等原因时，无法确定地区地貌、相应的土地应用类型，会使得在土地测绘过程中出现数据误差，影响后期建筑工程项目施工。

而从应用航空摄影技术在工程项目测绘过程中的流程步骤来看，应用航空摄影测绘往往经过了资料收集、航空摄影、像片控制测量、内业立体数据采集、数学精度计算分析、测绘作品制作等多个步骤，在这些步骤的实际操作过程中，其中航空摄影数据采集、内业立体数据采集相对而言较为重要，而相应的数学精度计算分析和数据检验则是指通过这一环节对应用航空摄影技术所收集的数据进行准确性检验，由于其环节的复杂性，会使得应用航空摄影测绘技术在数据收集、检验的过程中出现一定的误差，就内业立体数据采集的采集而言，这一工序过程中，一旦其测区环境过于复杂，在实际操作过程中一定概率会导致其定位点或定位线出现偏差，会使得应用航空摄影测绘技术在数据采集过程中出现数据丢漏的问题，而阴影、遮挡等原因也会导致其数据出现一定的误差现象。

2.2 恶劣天气的影响

恶劣天气的影响，是应用航空摄影技术在工程测量中所必须要关注的方面，应用航空摄影技术来进行工程项目的数据收集，需要密切关注天气变化，注意天气对整个测绘工作所带来的影响，尤其是当在部分山地地区，进行数据收集需要注意山谷风的影响，在相应的山谷峡口，要避免航空摄影设备的经过，防止出现峡谷风力过大而导致航空摄影设施设备受损的现象[3]。

而恶劣天气所带来的影响不仅于此，在一般的无人机航空摄影数据收集过程中，因风力所导致的摄影航拍设备倾斜，会对相应的外出测绘数据的精度和高程带来影响，尤其是当风力使无人机航拍摄影设备出现倾斜，导致地表平面出现夹角，由夹角与地面建筑物所产生的高程误差，是无人机航拍摄影过程中的主要问题，而如何化解这些问题，是无人机应用航空摄影技术在工程测绘实践中的关键一环，同时外出的雨雪天气，一定程度上会影响无人机航拍摄影设备的摄像机镜头，同时也有一定概率会使摄像设备出现紧急故障的现象，这些问题都是恶劣天气对应用航空摄影技术在测绘实践中所存在的问题。

2.3 内外业数据收集不完善

从实际出发，在应用航空摄影技术进行土地工程测量的流程中，内外业数据收集不完善，也是其测量流程中存在的重要问题，就应用航空摄影技术进行工程测量而言，需要进行内业立体数据采集和外业调绘补测，从而确保相应的测绘产品精度和质量。在实际的操作过程中，对于内业数据采集，需要做到测绘地物、地貌元素无遗漏、不变形、不移位等，但在实际的应用航空摄影技术在工程测绘的过程中，往往会出现地物、地貌的部分残缺。此外，对于外业调绘补测的过程，外业调绘补测是保证应用航空摄影地形图精度的关键，对于应用航空摄影而言，在相应的摄影过程中必然会出现一定的数据不精确的现象，而外业调绘补测工作的主要任务，则是通过实地核查内业采集数据的准确性，并根据相应的测绘需要，对其进行数据上的地形地貌数据取舍，在相应的影像上增加地形地表元素、地理名称等，做到测绘产品数据整洁、符号运用恰当、图形界面清晰等。

3 应用航空摄影技术在工程测量流程中的应用策略

3.1 检查设备性能参数，提升测量数据准确性

从实际而言，在工程的测绘过程中，采用相应的应用航空摄影技术，来进行工程测量数据的收集，其首要环节，便是检查相应的航空摄影设备参数，使得在工程测量的过程中，能够提升数据的准确性，确保测绘产品的质量，对于前期资料收集工作而言，需要收集相应测绘工程现有资料，包括一定比例的土地利用现状图、侧区附近的等高控制点等，在测绘数据收集完成之后，可以通过相应的等高控制点进行检验工作，确保测绘产品的精度，而对于航空摄影设备性能参数的检查，需要在测绘的过程中确保航空摄影设备，采用动力滑翔三角翼作为飞行搭载平台，同时安装相应的航摄仪，地面的分辨率等均需要满足土地工程测绘的需要，再利用相应的三轴全向云台，进行全方位动态数据的收集，从而避免在应用航空摄影的工程测量流程中存在的测量数据准确性不足的问题。

此外，可以采用空中三角加密测量法，进行相应的数据准确性提高，空中三角加密测量法通过相应的数字摄影测量工作站来进行测绘数据的获取，利用RATB软件进行平差测算，一旦数据与所观测点数据出现误差后，便会需要进行空三加密计算，在空三加密计算的过程中，对于内业检核无误的外界收集数据进行正常工序应用，而一旦发现在空三加密计算过程中收集资料出现精度超限点位的现象，需要仔细分析所收集数据，对超限点位的原因确定是外业收集数据导致误差的，需要重新进行测算，必要时进行数据的舍弃，最后通过利用RATB软件平差解算结果。

3.2 加强前期准备工作，密切关注航摄地区环境变化

在检查了相应的航摄设备性能参数后，需要密切关注航摄地区环境的变化，尤其是当拍摄地区出现较强的天气变化时，需要避免应用航空摄影设备进行作业，防止出现应用航空摄影飞行器的受损，同时，在应用航空无人机摄影设备在工程项目实际测绘工作的过程中，需要密切关注其天气的动态变化，一旦天气出现雨雪现象要及时进行测绘工作的停止，防止恶劣天气对测绘工作收集数据的影响，尤其是当在风力较强天气进行户外航空摄影测绘工作，需要关注到风力所导致的无人机航空摄影设备与地面之间的夹角问题，要核查所收集数据和相应地标数据的高程是否准确，并对在航拍摄影过程中的地标建筑、地貌进行补测，在得到相应的数据之后，可以通过全站仪、RTK测绘技术对航空摄影测绘所得数据进行精度的提升，在地形图上结合相应要素的平面高程以及地标建筑的位置、比例尺等进行检验，一旦通过实测发现高程与内业采集高程数据有一定的数值差异，需要及时进行数据的检验，这一差异必然会在一定程度上影响工程项目测绘过程中的土方计算，会使得工程项目在施工过程中出现不必要的额外工作任务或工作量。例如：从实际而言，当在峡谷地貌中进行相应的应用航空摄影技术测绘作业时，需要避免在狭管地区进行作业，可以通过相应的人工外业数据调绘补充，从而获得相应地区的工程测量数据，如必须在恶劣天气进行户外航空摄影测绘工作，需要对无人机设备进行加装防护装置，首先需要加装平衡装置，防止户外劲风对无人机航空摄影测绘出现精度的影响，此外，需要对无人机航空摄像机进行防护装置的完善，防止雨雪天气对摄影镜头产生影响，保障户外航空摄影测绘工作的稳步推进。

3.3 加强内外业数据精度计算，提高成图产品质量

针对应用航空摄影技术在工程测量流程中出现的数据精度不足问题，需要加强内外业数据的收集，对于内业而言，需要采用相应的Virtuozo和CASS等软件，使得在内业数据收集时，能够更好地测绘地物、地形地貌、地标元素等，同时结合软件进行相应的建模和数据处理，使得成图地形地貌整体不变形、地表元素不位移[4]。尤其是需要依照比例尺，表示相关地表元素，以侧标中心为切准定位点或定位线，要在相邻航线上进行补测，如遇阴影或遮挡等原因，无法确认地形元素的部分，应进行标记，通过外业调绘补测，可以采用全站仪等来进行数据调绘补充。而在成图的过程中，需要具有直观、易懂的特点，使得相应的非测量人员，也能够在观看到测绘产品时，快速地得到相应数据。