基于倾斜摄影技术的建筑工程竣工测量的应用

文／邓建宗 佛山市三水国盛测绘有限公司 广东佛山 528000

引言：

本文以某高层建筑为例，采用了无人机倾斜摄影测量技术等测绘新技术相结合的方式进行了工程竣工测量。这样的研究和实践对于推动工程建设领域的测绘工作迈向新的阶段具有重要意义。它为工程建筑领域的测绘工作提供了先进的方法和技术支持，同时也为相关行业和领域的发展带来了新的机遇和挑战。

1.无人机倾斜摄影测量技术

无人机倾斜摄影测量技术是一种高效、精确的工程测绘解决方案，通过使用无人机进行倾斜摄影获取图像数据，并结合参考点的像控点数据，经过图像匹配、几何校正和点云生成等一系列处理方法，可以得到准确的测量结果。然而，在应用无人机倾斜摄影测量技术进行测量时，需要注意影响其准确性和精度的因素[1]。

这些步骤相互关联，每一步都对最终的测量结果和精度产生重要影响。因此，在实际操作中，需要综合考虑和处理各种误差因素，以确保测量结果的准确性和可靠性。遵循以下步骤可以确保无人机倾斜摄影测量技术在建筑工程测量和规划中的有效应用，提高工作效率和测量结果的准确性：

摄影计划设计：在进行倾斜摄影测量前，需要进行摄影计划设计，确定飞行路径、航线间距和相机参数等，以保证图像的覆盖和重叠度满足测量需求[2]。

图像采集：在实际飞行中，按照预定的摄影计划进行图像采集。注意飞行高度、速度和姿态的控制，以确保图像质量和几何信息的准确性。

像控点数据采集：在倾斜摄影过程中，需要采集一定数量的像控点数据，用于后续图像匹配和几何校正。

图像匹配：将采集到的图像进行匹配，建立图像间的对应关系，获取图像的外方位元素和内方位元素信息。

几何校正：根据像控点数据和图像的外方位元素信息，对图像进行几何校正，消除图像畸变和定位误差。

点云生成：通过对校正后的图像进行密集匹配，生成高精度的点云数据，用于后续的三维建模和测量分析。

无人机倾斜摄影测量技术在工程测绘中的应用需要经过一系列步骤的综合考虑和处理，以确保测量结果的准确性和可靠性。这种技术的应用可以提高工作效率，并为建筑工程测量和规划提供精确的数据，从而支持工程项目的设计和决。图1 为基于无人机倾斜摄影测量技术竣工测量流程图。

图1 基于无人机倾斜摄影测量技术竣工测量流程

2.工程概况

某新建汽车工业中心由12 栋单体建筑组成，总建筑面积达到158000 m2。其中，位于汽车工业中心东部区域的汽车研发中心大楼是该中心的重要组成部分。这座大楼的总设计高度为173.3m，设计占地面积为188793 m2。为了突显其独特性和现代感，该大楼采用了弧线三角形轮廓设计，曲率半径从标准层向上逐渐减小。

然而，由于该大楼属于超高层建筑且具有复杂且不规则的结构，竣工测量工作面临着巨大的困难和挑战。传统的测量方法在面对这样的建筑物时可能无法满足精确度和效率的要求。因此，为了确保测量结果的准确性和可靠性，我们决定采用目前最先进的测绘新技术来进行竣工测量和复核工作。

这项测绘新技术结合了高精度的测量设备、先进的数据处理和分析方法，以及三维建模技术，能够更精细地捕捉和还原建筑物的形态和细节。通过应用这项技术，我们能够快速而准确地获取大楼的各项尺寸数据，并进行全面的复核和验证。这不仅有助于确保建筑物的设计要求得以满足，还能提供可靠的基础数据供后续工程使用。

在建筑工程测绘领域，出现了一些新的测绘技术，这些技术为竣工测量提供了更高效、准确和全面的解决方案。其中，CORS 技术是一种被广泛采用的控制测量技术，它通过使用全球定位系统（GPS）网络来确保测量的准确性和可靠性。此外，电磁波测距仪、全站仪和无人机也被应用于高度测量，用于获取建筑物的垂直尺寸信息。这些先进的测量工具和技术使得测量过程更加高效和精确[3]。

同时，新的测绘技术还应用于建筑轮廓和面积测量。通过使用全站仪、三维激光扫描仪和无人机，可以获取建筑物的外部形状和表面积信息。这对于复杂不规则建筑的测量尤为重要，因为传统的测量方法可能存在一定的局限性。采用这些新技术，测绘人员可以更全面地了解建筑物的几何特征，为竣工测量提供更准确的数据和结果。

通过本文的研究，我们可以为新建汽车工业中心的竣工测量和复核提供科学的方法和技术支持。同时，这些测绘新技术的应用也对未来建筑工程领域的测量工作具有重要的借鉴意义。它们推动了测绘技术的不断创新和发展，为建筑行业提供了更强大的测绘工具和方法。随着技术的不断进步，我们可以期待更多创新的测绘技术的出现，为建筑工程的测量工作带来更多的便利和效益。

3.竣工测量结果

3.1 控制测量

在建筑工程中，控制测量是确保测量结果准确性的关键步骤之一。为了确保测量的精确性，我们采取了一系列严格的措施。首先，每次观测的时间都超过60 秒，以保证充分的数据收集。这样做可以降低观测误差，并提高测量结果的可靠性。接下来，我们采用了固定解法对收集到的数据进行解算。通过精确的计算，我们得到了控制测量的准确结果。

为了进一步验证控制测量的准确性，我们运用全站仪对测量的距离和坐标进行了检测。全站仪是一种高精度的测量设备，它能够提供准确的距离和坐标信息。通过对测量结果的比对，我们可以确认建筑物各个部分的位置和尺寸是否符合设计要求。

距离检测是通过测量建筑物各个部分之间的距离，以确保其与设计图纸一致。而坐标检测则是通过测量建筑物各个关键点的坐标，以确认其位置是否准确。这些检测结果为后续的施工和工程管理提供了重要的参考依据。只有在控制测量结果准确无误的基础上，才能确保建筑工程的质量和准时完成。因此，控制测量在建筑工程中具有重要的作用，为工程的顺利进行和成功交付提供了坚实的基础。

通过控制测量和全站仪的应用，我们能够确保建筑工程的测量结果准确可靠。这为工程的顺利进行和质量控制提供了重要的技术支持，同时也提升了工程测量的效率和精度。在未来的建筑工程中，我们将继续积极采用先进的测量技术，不断提升控制测量的准确性和可靠性，以满足工程建设的需求。这明确展示了CORS 技术在控制测量中所具备的出色精度。通过采用这种先进的测量方法，我们能够获得更准确、可靠的测量数据，为工程建设提供科学依据[4]。

CORS 技术在控制测量中的应用价值和优势也得到了验证。它能够有效地减小测量误差，提升测量精度，从而提供更可靠的测量结果。通过采用CORS 技术，我们可以更好地掌握工程项目的几何信息，确保工程的精确布置和质量控制。这为工程建设的规划、设计和施工提供了重要的支持和指导。

CORS 技术在控制测量中展现了出色的精度和应用价值。通过持续的技术创新和探索，我们将能够进一步提升控制测量的准确性和可靠性，为工程建设提供更科学、精确的测量数据，推动工程行业的发展和进步。

3.2 高度测量

针对研发中心的竣工高程测量，我们采用了多种不同的方法进行测量，其中无人机倾斜摄影法具有高效率的优势，能够大大减少工作量，为竣工测量提供了更加便捷和高效的解决方案。因此，无人机倾斜摄影法被认为是一种较为可行的测绘新方法，具备广阔的应用前景。

针对竣工高程测量，我们通过采用不同的测量方法，包括电磁波测距仪中的三角高程测量方法、全站仪中的对边高程测量方法以及无人机倾斜摄影法，获得了准确、可靠的测量结果。各方法在测量精度、设站自由度、测量高度误差和整体误差比等方面有所差异，而无人机倾斜摄影法凭借其高效率和工作量的减少展现出了显著的优势。

通过采用这些先进的高度测量方法，我们能够获得准确可靠的研发中心竣工高程数据。这些测量结果对于建筑工程的规划和评估具有重要意义，并为后续工作提供了科学依据。

高度测量是建筑工程中的关键环节之一，其准确性直接影响着工程的质量和安全。采用先进的测量技术，可以有效地获取建筑物的竣工高程信息。这些测量方法具有高精度、高效率和可靠性的特点，能够满足建筑工程对高程数据的精确要求[5]。

在这三种方法中，全站仪展现出了最高的测量精度。在竣工测量过程中具有设站自由的特点，能够提供准确可靠的测量结果。其次是电磁波测距仪中的三角高程测量方法。具体结果如表1 所示。

表1 高度测量结果对比

获得准确可靠的竣工高程数据对于建筑工程的规划和评估至关重要。这些数据可以用于建筑物的设计、施工、验收以及后续的维护和管理工作。通过对竣工高程的准确测量，我们可以评估建筑物的垂直变形情况，判断结构的稳定性，以及进行楼层高度的核算和分析。这些测量结果为工程决策和工程质量的控制提供了科学依据，有助于确保建筑工程的顺利进行和安全运营。随着技术的不断发展，我们可以进一步探索和应用更多新的测绘方法，以提高高度测量的精度和效率。例如，利用激光雷达、三维扫描仪等先进设备，结合数据处理和分析技术，可以实现更精确的高程测量。同时，借助无人机、遥感技术和地理信息系统等工具，可以实现快速、大范围的高度测量，提高测量效率和工作效益。

3.3 轮廓及面积测量

针对反光效果较差等问题，我们采用了不同的方法进行大楼的轮廓和面积测量。

根据表2 可知，在对某新建汽车工业中心的汽车研发中心大楼进行面积测量时，采用了全站仪测量、三维激光扫描仪测量和无人机测量三种方法。比较三种方法的规划面积、测量成果和差值，以及它们的特点如下：

表2 面积测量结果对比

全站仪测量：规划面积：1,887.93m2；测量成果：1,873.29m2；差值：13.64m2。特点：工作量较大，但精度较高。全站仪能够提供精确的测量数据，适用于对复杂建筑物进行精细测量。

三维激光扫描仪测量：规划面积：1,887.93m2；测量成果：1,870.14m2；差值：17.79m2。特点：工作量较大，精度略低。三维激光扫描仪能够快速获取大量点云数据，但对于复杂建筑物的测量精度相对较低。

无人机测量：规划面积：1,887.93m2；测量成果：1,872.72m2；差值：15.21m2。特点：工作量小，精度较高。无人机测量具有快速、高效的特点，适用于对大面积建筑物进行测量，精度相对较高。

根据表2 的测量结果对比，全站仪测量方法提供了较高的精度，但工作量较大；三维激光扫描仪测量方法能够快速获取大量点云数据，但精度略低；无人机测量方法具有工作量小且精度较高的特点。根据具体需求和实际情况，可以选择合适的测量方法进行面积测量，这样就能够准确测量建筑的轮廓和面积，为规划和评估工作提供可靠的数据支持。随着技术的进一步发展，我们可以不断探索和应用更先进的测绘技术，以进一步提高测量精度和效率。

此外，需要注意的是，在进行面积测量时，特别是对于复杂建筑结构如玻璃幕墙和金属幕墙等，应充分考虑其特殊性和反光效果。这些因素可能对测量结果产生影响，需要在数据处理和分析过程中予以合理处理[6]。

针对研发中心的轮廓和面积测量，三种测量方法都具有各自的优势和限制。在实际应用中，应根据具体需求和条件选择合适的测绘方法，以确保测量结果的准确性和可靠性。随着技术的不断发展，测绘领域将继续涌现出更多创新的测量技术，为高层建筑面积核算等工作提供更多选择和可能性。

结语：

本研究通过对倾斜摄影技术在建筑工程竣工测量中的应用进行研究和探讨，得出了一系列有价值的结论。倾斜摄影技术作为一种新兴的测绘手段，为特殊建筑的测量工作带来了新的方法和手段。通过与传统测绘手段进行对比，我们发现倾斜摄影技术具有诸多优势，包括操作简单、成本低、效果真实等。同时，该技术还能够有效应对建筑物的复杂性和特殊性，为工程规划竣工测量提供了可行的解决方案。