无人机倾斜摄影技术在建筑施工中的应用研究

无人机倾斜摄影技术在建筑施工中的应用研究

曾兵

四川博达建筑勘察设计有限公司 四川省 内江市

摘要：随着技术的不断发展，建筑业也取得了进一步的发展。同时，建设条件日趋多样化，建设项目本身的特点是对资源的需求大、建设周期长、建设条件复杂，如前期准备阶段，中期建设活动，后期的完工检查工作，有必要使用先进的检测技术来控制影响施工项目的因素。考虑到特殊的施工测量任务，可使用无人机设备。

关键词：无人机;倾斜摄影技术;建筑施工;应用

引言

科学技术的进步对人们的生活和工作产生了巨大的影响。对于技术高度依赖的行业，例如测绘工程尤其如此。近年来，我国的测绘技术带来了数项创新。从过去的传统手工勘测和制图到3s和RTK技术的应用，无人机现在也开始在这项工作中发挥关键作用。计算机技术和定位技术的发展创造了无人机倾斜摄影技术的适用性，为基础测绘、土地利用监测等许多任务的开发提供了极大的便利，市场前景非常广阔。

1无人机倾斜摄影测量技术概述

无人机设备具有极高的集成化水平，被增设了导航系统。在测绘应用中，设备可以保持良好的机动性。这种类型的测量设备不会受到外部环境条件的过度影响，并且可以在较大规模上有效地满足工程配置要求。但也很容易出现对齐问题，很难控制旋转角度以在实际应用阶段创建运动。与建筑施工有关的土建活动很多，施工单位需要充分掌握施工现场的地面地形和地形信息，目前的总平面图的地面地形信息过于粗糙，施工图的价值相对较低。施工单位应采用基于测量技术的动态测量方法，测量点直接影响测量精度，如果测量范围较大，则必须克服精度和测量工作量问题。使用无人机倾斜摄影技术时，测量师必须使用无人机设备在现有路线上执行飞行活动，并使用定时扫描系统来完成拍摄任务。可以通过组合获取的地面测量信息来构造数据处理系统。三维系统的真实模型完全覆盖了测量区域中的所有对象。通过预设相位控制点，无人机可以实现全自动的摄像头功能，减少测量员的工作量，建筑物建筑区域的真实场景模型形成后可以用于各种活动。

2.无人机倾斜摄影技术的应用原理和内容

2.1测量技术原理

无人机设备遵循测量人员预设的飞行路线，并使用自身的摄像头设备。在一定时间后，可以从几个倾斜的侧面投影角度拍摄待测物体。该技术应用程序可以在飞行中获得不同的测量对象。在处理影响信息之后，可以有效地输出数字化地形模型。

2.2航线确定

考虑到对综合测量对象的测量要求，可以将五个无人机飞行路径设置到同一测量对象。首先，可以使用飞机设备上的相机进行高空俯视拍摄并从不同的方向倾斜拍摄其余的路径。设置拍摄参数时，还需要控制测量精度，侧面重叠率和航向重叠率。被测物体的外观角度直接影响摄像机的倾斜角度，如果结构比较特殊或有特殊的悬臂障碍物或中空结构，则应使用飞机进行多角度拍摄。在实际测量过程中，仍然存在无法有效拍摄的区域，例如建筑物的阴暗面。用户可以将手持摄像机与无人机采集设备配合使用，并使用GPS拍摄技术来解决拍摄问题。在同一面积测量区域中，无人机的飞行路径与高度成反比，飞行高度越高，拍摄时间越短，构造系统越不清晰。

2.3数据信息处理流程

为了向主管部门提出航拍要求，可以结合测绘图纸的需要，制定批准后的航拍计划。根据实地调查区域的地理特征，可以选择适当的技术标准来合理地拍摄路线。但是，测量区域中数据的基本操作过程如下。通过拍摄获得的图像应为真彩色数字图像，平面精度应与比例尺地形图的精度相匹配。对于重叠索引，可以将方向重叠和侧面重叠设置为75%。

3.无人机倾斜摄影的核心技术

3.1多点图像的密集匹配

与传统的无人机垂直摄影技术相比，无人机倾斜摄影测量技术在大规模地形图测量过程中的使用，可以有效地克服由于分辨率和地形的大幅度变化而导致图像不清晰的问题。因此，如果操作者仅使用现有的匹配模式，则不仅不可能获得准确且理想的匹配结果，而且难以获得用于构造相同名称的图像点的准确模型。因此，不仅要结合测量区域的地形和地形环境，而且要结合无人机倾斜摄影技术的发展现状来制定合理的测量计划。近年来，行业技术人员在不断改进和创新无人机倾斜拍摄技术，在开发过程中，无人机倾斜拍摄技术已经实现了多点图像的密集匹配效果。不仅可以获取高精度，高密度的地形数据，还可以为顺利构建3D模型奠定良好的基础。

3.2三维模型的形成

在完成无人机的面积测量之后，技术人员应该能够对无人机倾斜的照相材料进行处理，然后将处理结果带入软件中以构建三维模型。通常情况下，由于无人机倾斜拍摄信息的类型不同，因此生成的3D模型分为两种类型。一个是具有倾斜图像作为主要纹理的模型，另一个是将带有倾斜图像信息通过系统进行处理，以形成三维模型。

4.将无人机倾斜摄影技术应用于建筑施工

4.1正射影像技术的应用

与传统的测绘相比，正射影像技术还具有以下优点：可以帮助确定建筑工地的位置并节省时间。对航拍数据进行处理后，形成真实的正射影像并与CAD总体图叠加，以快速实现绘图结构位置在真实平面中的位置，并且操作快速简便。实际测量误差在2%以内，有助于减少现场的测量误差。通过将现场构造的结构尺寸与结构的设计尺寸进行比较，可以方便地进行站点管理和控制。快速比较完工道路和建筑物的实际位置和大小与设计位置大小，比较数据，错误率在3%以内。总平面图和临时施工图是根据现场进行的，既有效又实用。航空摄影产生的正交数据可以指导临时道路和临时办公区域以及其他临时建筑工地的布局。

4.2面积测量

房屋建筑面积是指房屋外墙（包括外凸柱）下方各层的水平投影面积，包括阳台、走廊、地下室、室外楼梯等。此外，有必要测量附属于建筑物的停车位或院子的面积，附属于建筑物的功能室的面积，附属建筑物的绿色空间的面积，并根据需要建造市政公共设施。面积测量是一种几何方法，也就是说，可以通过使用钢直尺测量投影的几何图形的边长来计算面积。几何方法精度低、效率低、这在现代测量中基本上不使用。当前，常用的面积测量方法主要是坐标法，坐标法是指使用RTK或无人机测量建筑物边界和拐点处以及附属设施处的相应坐标并使用测量的坐标。可以将测量的坐标导入系统或相应的软件以进行计算机处理，以计算相应边界和拐点的面积。坐标法的面积测量具有自动化程度高，误差小，精度高，效率高的特点。

4.3 EPS三维采集

在获取建筑物的倾斜摄影测量模型之后，EPS地理空间信息工作站可以直接获取并收集模型中的相关三维信息。房屋、围墙、阳台等可通过自动处理信息直接获得。可以直接从地面高程点信息中提取辅助设施的准确测量信息。特别是在EPS 3D采集过程中，可以使用现有Context Capture系统创建的3D模型和正交图像将这些模型和图像直接加载到EPS中，此加载过程有效地实现了3D模型格式的转换。转换为标准格式后，可以直接矢量化3D模型中的相关信息。在处理后的3D模型中，更方便地收集地籍数据，并且可以应用线图和其他方法直接绘制。在此绘制过程中，可以将相关的建筑物结构和楼层号信息输入系统，以确保整个测量系统中建筑物信息的完整性和准确性。

结语

将无人机应用技术与建筑施工相结合，可以应用新的倾斜摄影测量技术来支持建筑单位构建模拟场景并显示更逼真的建筑场景。也可以从常规布局链接中为相关坐标信息创建，使用户可以完成总体计划。因此，可以看到无人机倾斜测绘技术具有很强的优势，可以用于项目竣工的测绘环节，并获得更好的效果。

参考文献

[1]杜伸云，梁昊.无人机倾斜摄影实景建模技术在施工中的应用. 土木建筑工程信息技术，2018（02）， 76-81.

[2]许新海.无人机倾斜摄影测量技术在规划竣工测量中的应用. 城市勘测， 2018（02）， 103-105.

[3]王鹏,刘对萍.无人机倾斜摄影技术在建筑工程领域的应用[J].科技风,2018(28):87-89.