攝影測量與遙感技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

呂 亮

（新疆天然勘測規(guī)劃設(shè)計院有限公司，新疆 烏魯木齊 830001）

在工程項目的實施過程中，攝影測量與遙感技術(shù)的運用可以極大地方便工程數(shù)據(jù)的獲取和使用，能夠更全面地將地面的地質(zhì)信息記錄下來，為建筑工程的實施提供了有效的數(shù)據(jù)支持，提高了工程數(shù)據(jù)測量的精準(zhǔn)水平，促進了建筑事業(yè)的發(fā)展。

1 攝影測量與遙感技術(shù)的內(nèi)涵

近年來，攝影測量和遙感技術(shù)迅速發(fā)展，這項技術(shù)可以對工程的地形地貌進行科學(xué)的分析。其主要設(shè)計原理就是在不直接接觸測量對象的情況下，通過傳感器獲取相應(yīng)的影像和資料，并將信息科學(xué)地記錄下來，然后通過對數(shù)據(jù)進行分析，獲取測量項目的自然地貌和環(huán)境特征。攝影測量和遙感技術(shù)最大的特點就是能通過照片對數(shù)據(jù)信息進行測量，而且還不用去現(xiàn)場進行實地測量。因此，該技術(shù)的運用可以很大程度上減少來自自然氣候和環(huán)境的限制，即使離得遠(yuǎn)也可以進行測量。在信息工程技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，攝影設(shè)備的質(zhì)量和照片的成像質(zhì)量也不斷提升，這給照片圖像的處理帶來很大的便利，新技術(shù)能夠?qū)⒄掌蛨D像中的信息最大限度地還原成現(xiàn)有的樣子和狀態(tài)，而且物體的幾何狀態(tài)也可以被詳細(xì)地呈現(xiàn)出來，為建筑工程的測量和實施起到至關(guān)重要的參考作用。同時，遙感技術(shù)的運用是在攝像測量技術(shù)運用的基礎(chǔ)上進行的，可以更進一步地利用飛行器對地面的目標(biāo)進行電磁輻射分析，然后再收集信息，將地面的情況和資源利用科學(xué)技術(shù)進行詳細(xì)的分析。該技術(shù)的分辨率很好，可以十分清晰地對目標(biāo)環(huán)境的詳細(xì)特點作好記錄，進而幫助建筑工程的實施提供重要的信息模型，輔助工程組的施工。

2 攝影測量與遙感技術(shù)的重要性

在我國經(jīng)濟社會不斷發(fā)展的情況下，建筑行業(yè)的發(fā)展突飛猛進，同時來自國內(nèi)國外的競爭壓力巨大，這對于工程公司的發(fā)展來說，既是機遇，也是挑戰(zhàn)。因此，在對建設(shè)工程進行施工時，要對建筑工程周圍的環(huán)境和地勢條件進行科學(xué)的把握，進而為建筑工程的質(zhì)量和安全提供保障。要想實現(xiàn)對工程結(jié)構(gòu)詳細(xì)把握的目標(biāo)，就要利用先進的測量技術(shù)來進行測量。在以往的建筑條件測量中，運用的是非常傳統(tǒng)落后的測量技術(shù)，不但測量數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，而且測量難度巨大，浪費了大量的人力、物力資源，不能及時有效地為建筑工程的施工提供支持。攝影測量和遙感技術(shù)的運用具有獨特的優(yōu)勢，其能夠非常詳細(xì)、準(zhǔn)確地解決工程施工中存在的問題。攝影測量和遙感技術(shù)具有特殊的工程成像技術(shù)，可以對圖像進行數(shù)字分析和信息記錄，即使是足不出戶也可以實現(xiàn)對目標(biāo)物體的測量，得到準(zhǔn)確客觀的測量數(shù)據(jù)，克服惡劣環(huán)境的影響，使工程施工效率得到很大的提高，也使施工測量的覆蓋面得到擴展。同時，還可以將施工的數(shù)據(jù)及時進行整理，為施工建設(shè)企業(yè)的后續(xù)施工和方案制定提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)，提高企業(yè)的施工效率[1]。

3 攝影測量與遙感技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國建筑工程的施工過程中，攝影測量和遙感技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，甚至在一些領(lǐng)域，無人機航空攝影測繪技術(shù)也已經(jīng)被重點運用起來，而且還起到了顯著的效果。但就攝影測量與遙感技術(shù)而言，還或多或少地存在一些局限性，制約著工程施工的發(fā)展。比如，攝影測量技術(shù)很容易被空中的烏云密度所影響，只要天氣狀況不好，圖像拍攝就不是非常清晰，也無法準(zhǔn)確地獲取目標(biāo)的地貌物體數(shù)據(jù)。一旦發(fā)生自然的災(zāi)害，遙感技術(shù)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度就會受到影響，還會給現(xiàn)場的救援工作帶來不便，進而耽誤施工和援救的進度。當(dāng)前，數(shù)學(xué)化技術(shù)迅速發(fā)展，其優(yōu)勢已經(jīng)超過了遙感技術(shù)，因此許多工程的測量由遙感逐漸發(fā)展為數(shù)字化測量，再加上國家政策的扶持，越來越重視相關(guān)數(shù)字化人才的培養(yǎng)，這給傳統(tǒng)的攝影測量技術(shù)帶來了巨大的沖擊[2]。

4 攝影測量與遙感技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

4.1 數(shù)字地面建模

由數(shù)字影像技術(shù)和三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)成的地面測量虛擬現(xiàn)實就是數(shù)字地面建模。該技術(shù)在一些基礎(chǔ)工程的施工領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，許多工程中都可以利用這種技術(shù)進行工程的設(shè)計和三維景觀的創(chuàng)建等。該技術(shù)可以將建設(shè)區(qū)域中的地形和地貌特征清楚、直觀地展示出來，然后經(jīng)過一系列專業(yè)設(shè)計之后就可以形成活靈活現(xiàn)的工程景觀圖，不僅可以把設(shè)計目的直接呈現(xiàn)出來，還可以應(yīng)用專業(yè)的軟件將動畫圖形做成三維的形式。比如，可以將水庫的流水狀態(tài)逼真地模擬出來，然后將水庫額容量和蓄水面積科學(xué)地整合出來，讓設(shè)計效果和設(shè)計質(zhì)量變得無可挑剔。

以線路的選線和設(shè)計為例。在工程的施工過程中，可以運用數(shù)字化攝影技術(shù)將地面的數(shù)字模型科學(xué)地構(gòu)建出來，模型中的平面坐標(biāo)、工程位置、地面坡度等數(shù)據(jù)都可以在這個三維模型中詳細(xì)地顯示出來，進而讓工程線路的選線和設(shè)計變得更加便捷高效，讓相關(guān)工程的建設(shè)變得高效、具體。同時，這種數(shù)字地面模型還可以根據(jù)地面模式的狀況，將需要行走的線路走向和數(shù)據(jù)進行詳細(xì)的調(diào)整，通過數(shù)據(jù)分析形成出更高效的方案。比如，在電力工程的施工中，要想讓電力線路的鋪設(shè)更加具體、高效，相關(guān)的工程實施單位就可以將數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)和相關(guān)的EP Mapper系統(tǒng)結(jié)合起來，設(shè)計出一體化的電力線路匹配平臺，提高電路鋪設(shè)的效率。

4.2 解析測圖儀

解析測圖儀是進行數(shù)字測圖和圖解測圖的攝影測量儀器。在工程的施工中，解析測圖儀由硬件和相關(guān)的軟件設(shè)備構(gòu)成，其中硬件設(shè)施發(fā)揮著基礎(chǔ)的作用，而軟件可以讓設(shè)備將自身功能都淋漓盡致地展現(xiàn)出來，這對于解析測繪圖作用的發(fā)揮是很重要的。和傳統(tǒng)的測圖工具相比，解析測圖儀的測量精度更高，測量準(zhǔn)確度更大，與工程測量的匹配度也更強，可以讓工程測量更加自主，讓工程數(shù)據(jù)庫可以順利建立。解析測圖儀的應(yīng)用除人工布標(biāo)和航空攝影以外，還有對像控點的測量、坐標(biāo)數(shù)據(jù)的儲存等。相關(guān)設(shè)備在運行之前都要保證測圖儀的主機狀態(tài)良好，并且使計算機和數(shù)控繪圖儀的結(jié)合效果達到最優(yōu)，同時還要注意對電算數(shù)據(jù)、調(diào)繪片和透明正片等工具的準(zhǔn)備。在開展測量工作時，首先，要注意解析測圖儀的主機和計算機繪圖桌的狀態(tài)，這些儀器處于良好的狀態(tài)才可以進行施工。其次，要注意測標(biāo)和框標(biāo)的對正，在對框標(biāo)的坐標(biāo)進行測量時，誤差不能超過0.02mm。再次，要將定點的剩余距離控制在0.008mm的誤差值范圍之內(nèi)[3]。最后，要想讓觀測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，就要對地形地貌的特點和性質(zhì)進行把握，必要的時候可以給關(guān)鍵物體擬定一些合理的范圍坐標(biāo)，在進行觀測的時候從地貌、地形的特征和坐標(biāo)入手，如可以將房子作為坐標(biāo)，對其周圍的物體和環(huán)境特征進行觀測。

4.3 3S技術(shù)

3S技術(shù)是遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)的簡稱。當(dāng)前，城市化快速推進，城市的高樓道路建設(shè)項目、災(zāi)情預(yù)測項目和自然災(zāi)害預(yù)測項目都備受關(guān)注，將遙感技術(shù)和地理信息技術(shù)之間的關(guān)系充分利用起來，可以很好地促進工程質(zhì)量的提升，讓工程施工中的地形測繪項目順利完成，設(shè)施的空間分辨率瞬間提升。同時，遙感技術(shù)和全球定位系統(tǒng)的相互結(jié)合，能夠讓遙感圖像的處理減少控制點的依托，實時得到處理，瞬時將得到的信息傳送到GIS系統(tǒng)中，進行科學(xué)的處理和優(yōu)化，讓數(shù)據(jù)更有現(xiàn)實性，從而促進遙感技術(shù)在圖形測繪中的應(yīng)用，促進相關(guān)工程項目實施手段的革新。3S技術(shù)的有效結(jié)合是大勢所趨，極大地為人們的生活和項目實施提供了方便，在一定程度上也促進了經(jīng)濟的發(fā)展?？傊摷夹g(shù)就是先利用基本的理論來提供及時的圖像數(shù)據(jù)信息，然后再利用GPS來獲取關(guān)鍵的位置信息，接著再借助GIS進行圖像的分析處理，實現(xiàn)為工程的建設(shè)提供信息資料的目標(biāo)。

4.4 科學(xué)繪制地形圖

在攝影測量技術(shù)的發(fā)展過程中，發(fā)揮重要作用的一個技術(shù)就是數(shù)字線劃矢量圖。該技術(shù)可以為各種地理信息系統(tǒng)的建設(shè)提供基本的信息數(shù)據(jù)支持，給后期的工程施工設(shè)計和施工管理提供準(zhǔn)確的信息。比如，在一個項目的建設(shè)中，需要運用1∶250、1∶500、1∶1500、1∶3000、1∶5000等各種比例尺的地圖，此時就可以運用全數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)來進行各種要求的地形圖繪制，進而將數(shù)據(jù)的資料直接傳到相關(guān)系統(tǒng)中，促進建筑工程的順利實施。

4.5 其他應(yīng)用

目前，新型的攝影測量與遙感技術(shù)在航空領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用，如可以運用該技術(shù)直接將航空中的大斷層識別清楚。同時，工程地質(zhì)的狀況也能夠在多光譜技術(shù)的運用中被詳細(xì)探測。除此之外，將遙感新技術(shù)與物探技術(shù)等有效地結(jié)合，還可以促進工程定位對相關(guān)條件的控制，極大地提升工程地質(zhì)勘察的水平[4]。另外，攝影測量與遙感技術(shù)在微觀領(lǐng)域也被廣泛運用，如對近景的攝影測量可以科學(xué)地對建筑物的平整度等進行測定；對一些動態(tài)的物體也可以實現(xiàn)精確的分析，進而優(yōu)化整合做出相應(yīng)的圖表，方便對工程的實施情況進行科學(xué)把握。

5 結(jié)束語

綜上所述，攝影測量與遙感技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用，可以有效促進相關(guān)技術(shù)的整合，實現(xiàn)對工程數(shù)據(jù)和位置信息的測量，提高工程測量的效率，減少工程測量的成本，促進工程施工行業(yè)的發(fā)展。