无人机倾斜摄影技术在工程中的应用

无人机倾斜摄影技术在工程中的应用

周贵强

贵阳市测绘院 贵州省贵阳市 550002

摘要：近年来，科学技术飞速发展，对我们的生产和生活带来深远影响，以无人机摄影技术为代表的现代科技在建筑工程环节中得到广泛运用，凸显出优异的应用效果。无人机倾斜摄影技术有着迅捷、高效、灵活等优点，为工程建设提供了科学、准确的数据资料，成为工程建设现场施工可靠的指导依据。本文旨在探究现阶段无人机倾斜摄影技术在建设工程施工环节的应用措施，以期待发挥该项技术对智慧城市的有效推动作用。

关键词：无人机；倾斜摄影；工程建设；应用

无人机倾斜摄影技术通过人机结合的VR遥感技术，突破了传统人工摄影技术垂直方向获取影像的局限性，从而实现高效率、低成本的获取完整、准确信息的可能。由于“智慧城市”建设对建筑规划设计有着更为严格的技术要求，而满足这一条件的无人机倾斜摄影技术受到人们的青睐，得到广泛运用。通过实践发现，无人机倾斜摄影技术在建设工程领域发挥着全面工程测绘、精准三维建模、科学施工规划、高效质量验收等积极作用，具体应用措施如下：

1. 全面工程测绘，准确分析地面目标状态

建设工程的测绘环节是确保安全、科学施工的前提条件，而传统的人工测绘方法极易受到气候、地形等客观原因的影响，再加上传统的人工测绘只能观测到建筑的局部状态，存在局限性，因而需要利用无人机倾斜摄影技术来克服地形地势、天气变化等客观因素的影响，实现对目标的垂直、左视、右视、前视、后视多角度的拍摄。在此过程中，无人机借助平台搭载的多台高像素的摄像头和大容量的电池来开展长时间工作，将目标的形状、位置、地形纵断面等要素呈现出来，实现对建设工程的全面测绘，以此为测绘分析工作提供高效、科学、完整的信息来源^[1]。

2. 精准三维建模，有效降低外业工作量

在实现无人机倾斜摄影和测绘工作之后，无人机通过其获取的像控点数据和POS数据对模型和数据开始智能化处理和运用，其具体操作如下：首在Smart3D capture建模软件上输入无人机获取的影像资料，将控制点等要素设定完毕后，根据软件指示采用光束法区域网整体平差，意即以像片控制点和匹配点信息为依据，删除粗差点干扰项，处理完像控制点后可以得到控制点云的集合，从而构成三角网和TIN，最终在TIN形成的白模上生成目标的三维模型。由此方法获得的三维模型反应的地物信息更为立体和直观，还可以根据实际操作的需要输出DOM、DEM及正射影像，有效降低外业工作量。除此之外，因为无人机搭载的预处理系统能够进行建模前期信息的筛查简单工作，所以倾斜摄影技术也可以利用设定控制点等方法预处理系统信息，将POS数据中无效信息剔除，为三维建模高效提供科学、精准的信息数据。

3. 科学施工规划，推动建设未来智慧城市

1为智慧城市建设选出最优化建设规划方案

构建未来“智慧城市”工程，需要全面、准确的信息作为基础依据，也需要对城市建设环节的科学规划和审批。而这一过程的实现，离不开无人机倾斜摄影技术所发挥的关键作用。“智慧城市”概念中包含打造城市化特色的建设规划理念，意即根据区域人文、地理环境的特点，构建城市网络体系，建设充满人性化的城市群。构建“智慧城市”需要根据实际客观因素制定多种建设规划方案，但由于现实情况性和施工过程的客观变化，需要根据这些各具特色和优点的城市设计中选出最优化设计规划方案，并且根据施工情况做出调整、确保完成规划审批^[2]。而利用无人机摄影技术在全面获取测绘信息、构建三维立体模型的表现的优点，则可以实现对各个城市建设规划方案中各要素优缺点的科学分析，从而迅速、高效地完成这个任务，具体应用主要包含以下几个方面：（1）太阳高度角和照射区域规划。根据当地所处纬度来计算太阳高度角，得出一年四季昼日太阳高度的变化情况，推算出四季每日太阳照射时间，之后利用无人机摄影技术构建出地面建筑三维模型来进行推演和测算，从而分析建筑之间的距离和建筑高度对周边日照时长和采光效果的影响，评选出一个节省土地资源和最优化采光效果并举的可行性方案。（2）可视区域规划。选出一个参照点为视点，通过无人机倾斜摄影技术构建的三维模型来分析其可视区域和视野盲区，以便于安装监控设备后达到更为高效的监控效果，覆盖更多的监控区域。（3）城市天际线规划。每一个城市都有着天际线作为城市建筑高度的标准，三维模型能够分析城市建筑高度曲线进而模拟出城市天际线，这对于“智慧城市”建设来说尤为关键。

2为实际施工合理调整施工效果

除了城市规划方案的评选，无人机倾斜摄影技术在“智慧城市”的实际建设施工环节被广泛应用，这主要表现在工程测量和监督方面。其一，为确保施工环境质量，需要利用无人机倾斜摄影技术实时监测施工现场PM2.5等空气指数情况，对扬尘、雾霾天气变化提前监测，这样能够有效减低恶劣天气对施工进程的影响，确保施工人员在安全环境下施工和操作，减少因实际施工对周围环境的影响。其二，为推进工程建设顺利开展，利用无人机倾斜摄影技术，监理单位等实际监督方能够实时监督施工人员的工作情况，减少失误操作的风险。比如，铺设线路管道时由于距离长、线路交错、运算量大，稍有差池极可能造成前期工作的返工，因此，这种情况下就需要利用无人机倾斜摄影技术来完成测量工作，从而通过构建三维模型来为管道铺设工作提供数据演算和参考的依据，在三维模型中能够直观观测到地沟的地形和不同区域的地貌差别，进而根据实际情况计算地沟沟底和地面高度差，在绘制管道坡面图基础之上及时做出调整，确保管道铺设工作符合施工标准，保障工程建设的顺利进行。

除此之外，实际施工环节利用无人机倾斜摄影技术，可以合理规划建设施工区域，比如将各类材料分类堆放，由无人机倾斜摄影技术监测材料堆积状况，计算出堆积材料荷载上限，防止因局部荷载过重造成安全事故，为工程建设提供一个安全的环境。

4. 高效质量验收，推动后期工程验收顺利开展

在建设工程后期的验收阶段，无人机倾斜摄影技术也有着亮眼的表现。采用该项技术能够快速获取项目地区地表基础和建筑概况，构建出三维模型（分辨率最高可达2cm），确保数据获取的质量控制。具体来说，通过将每个点设定坐标从而联合构建出三维模型，能够将建筑的高度、层数、与周围建筑的相对关系等参数直观呈现出来，计算出配套设施和绿地面积，根据需要输出数据成果^[3]。而三维模型输出的DLG线画图则对于工程验收有着标准上的参照作用，主要包括：建筑物间距大小、建筑立面造型、外墙材料平整度和颜色等重要数据信息。使用CASS9.0软件能够绘制出总平面竣工图和面积图，让工程验收工作有着科学的数据参考依据，推动建设工程后期的质量验收工作高效进行。

结语：

无人机倾斜摄影技术能够克服传统人工测绘的局限性，提升了建设工程施工效率，其通过对地物基础信息等要素全面、精准的摄像也为三维模型的构建提供了宏观、真实的数据依据。同时，无人机倾斜摄影技术也在“智慧城市”建设和工程验收环节大放异彩，通过构建三维模型提供重要数据参考，不仅能够为城市建设规划评选出最优方案，设计出最适合的施工条件，还能够实时监测实际施工状态从而做出调整，有效避免错误施工情况的出现，保障科学施工的顺利进行。而新兴事物的发展成长总需要经历一个阶段，相信在未来，无人机倾斜摄影技术会更加成熟，在工程建设领域得到更为广泛的运用。

参考文献：

[1]罗安仲,黄海波,何远芳,刘芳.无人机倾斜摄影在测量工程中的应用分析[J].广西城镇建设,2021(02):58-60.

[2]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.
[3]曹英莉.倾斜摄影技术在建筑工程测量中的应用[J].建筑技术开发,2020,47(13):97-98.