摄影测量与遥感在智能建筑与智慧城市中的应用

薛鹏飞，胡红雨

(华北地质勘查局五一九大队)

1 前言

随着科学的进步，摄影测量与遥感技术离我们得生活越来越近，摄影测量与遥感在城市在城市智能建筑中将得到广泛应用。其作用远远大于传统的测量概念，远远超过人们得想象，已经成为智慧城市与智能建筑不可分割的一部分。

2 摄影测量与遥感概述及在智能建筑与智慧城市中的前景

摄影测量是通过卫星、航空、地面为平台进行摄影测量然后通过对同名点及相片控制测量利用共线方程建立像点与物点的对应关系。通过影像匹配技术并集合地面控制点通过严密的数学平差恢复立体相对的关系[1]。实现传统的4D产品

数字高程模型(DEM)、数字正摄影像（DOM）、数字线划地图（DLG）、数字栅格地图（DRG）。在智慧城市与智能建筑中对数据测量的精度要求更高。

遥感是利用地面物体的能够辐射、吸收、反射、投射特定波长范围的电磁波的特性。利用不同地物波谱反射曲线不同的原理对地物进行区分。如：水体的波谱反射特性，蓝绿波段为反射带，但是近中外波段为完全吸收带。同样城市道路、城市建筑、土壤质地等的波谱反射特性也不相同[2]。时间分辨率是遥感的另一特性，我们利用时间分辨率来区分植被的覆盖情况，智能建筑中利用这一原理可以进行建筑绿色植被的合理规划布局和植被季节变化的合理调配，做到美化生态和谐社会。应用摄影测量和遥感的这些原理我们可以通过智能建筑系统对各自功能进行细化同时集合智慧城市的基础算法和应用场景通过大数据处理和计算分离出各种生活的模型，如气象精确预报，险情预报和应急处理，可以说摄影测量与遥感将会应用到智慧城市与智能建筑的很多领域。

3 摄影测量与遥感在城市建筑物规划布局中的应用

现在的社会是一个数字的时代也是一个通过虚拟还原真实的时代，比如我们可以通过摄影测量与遥感的手段将小区周围影响因子大的四周为半径快速的生产出小区半径范围内的真三维图，对小区周围基本建筑设施如河道、道路及人流量及安防措施合理布局。对小区内植被覆盖进行规划，对小区内智能建筑的识别系统进行规划。

4 摄影测量遥感在河道警戒水位监测和河道污染监测中的应用

可以想象一下，外面大雨很大，河道水位超过了警戒值，可以能过摄影测量技术把摄影数据传入数据中心，数据中心通过数据智慧将建筑工程及时根据水位给予排放，或遇到突发情况提前通过智慧城市智能建筑平台将人们疏散，做到未雨绸缪防止安全事故的发生。

当今的社会伴随着城市发展很多污染问题也日益严重，河道污染物多，有的地方乱倒垃圾可以通过建立智慧城市与智能建筑的系统应用摄影测量与遥感的原理并集合电子技术对污染源、及不合理的排污口进行排查、根据对工厂排放超标气体及液体的排查及统计，并将结果通过网站传输到环境保护部门进行处理。

5 摄影测量与遥感在智能建筑变形监测的应用

在智慧城市与智能建筑飞速发展的今天，摄影测量和遥感可以应用于城市建筑物的变形监测中，可以应用摄影测量与遥感技术对建筑物变形监测，摄影测量通过传感器对城市变形建筑物如：正在施工的高楼或者特高层建筑，通过传感器采集并存储数据，并通过地面坐标系统进行坐标转化转移到施工坐标系中，并进行特定标志点处数据进行采集，若在变形周期内数据稳定且能满足建筑物施工或工程变形的要求则一切正常运行[3]。当建筑物的变形裂缝变化的快或者遇着突发情况时，随着变形数据超限，智能建筑系统就把数据传到应急中心，应急中心通过警报信息给人们与报警提示通过城市智能建筑安全通道完成人员的应急调配和疏散。

6 遥感在智能建筑与智慧城市中城市变化信息提取中的作用

摄影测量技术的发展离不开计算机技术，与各类传感器的发展密不可分，高分辨率遥感卫星，可以通过摄影测量得到密集点云，通过密集点云可以很快的生成等高线，通过摄影测量的激光扫描系统和POS系统可以很好的的测量城市建筑、区域山体等高线的测绘，并且可以很快的实现坐标系统的统一，可以直接确定地面点的点云，为了提取特征点，然后生成金子塔影像，提取特征点线构建物体结构，构建三维点云，然后进行渲染处理，通过对原始影像进行影像增强，这就是航空三线阵(相机)一边进行摄影，一边处理城市图形，构建城市三维实体。构建城市三维实体不仅仅是二维的影像，还可以改变角度对影像进行观测。计算机系统通过一两分钟就构建了三维实体，最后生成三维图形文件。相信不久的将来数字城市与智慧城市中我们可以很快发现建筑物的变化信息，这些变化信息将开创了摄影测量新的篇章。

7 无人机摄影测量在智能建筑与智慧城市中的应用

无人机倾斜摄影测量是通过镜头斜摄影系统，对城市建筑物摄影测量，数据经过系统的处理后得到批量的正摄影像图、三维实景图、数字表面模型等有用的信息，我们通过网络，将城市的地籍数据、竣工测量数据及房产测绘资料，通过城市坐标系统的转化生成将这些数据进行匹配，通过这种方法可以把城市建筑物的房屋及房屋附属变化信息得到很快的采集，在通过互联网技术把变化信息进行集成，与传统人工调查相比不但信息量大而且大大的节约了变化信息得获取时间成本。广泛的应用智能建筑与智慧城市的城市规划、优化城市资愿配置，如：哪里需要建设小区、工厂。可以合理分析出那片区域需要搬迁，有利于现代城市规划与发展。

8 近景摄影技术的复杂物体的三维重建在智能建筑与智慧城市中的应用

对于规则的物体我们通过数学的模型很容易构造事物的模型，但对于不规则表面粗糙的物体我们很难通过简单的算法构造其模型，我们通常在被测量物体的周围不同角度布设高精度坐标点，标定相机，加测镜头改正数通过摄影测量原理建立平差模型，通过基准面测量和积分建模，然后对模型进行精处理，对模型增加文理最后用相应等级的测量工具进行检查，最后完成复杂物体的三维重建。在智能建筑与智慧城市中我们可以应用其原理构建很多复杂的场景和模式。

9 结束语

摄影和遥感测量的构建理论是通过二维影像构建三维实体模型，然后在模型上进行测量的技术。随着科学技术的发展，摄影测量和遥感的优越性是其他传感性无法比拟的，特别是智慧建筑与智慧城市将得到更广泛的应用。