地面攝影測量在變形監(jiān)測中的精度分析

廖俊　梁繼東　苑志剛

摘 要：隨著建筑行業(yè)快速發(fā)展的同時，能夠?qū)ㄖ锖偷刭|(zhì)等做出測量的地面攝影正在在逐步得到施工人員的重視。攝影測量學的發(fā)展經(jīng)過了模擬攝影測量、解析攝影測量、數(shù)字攝影測量3個階段。模擬攝影測量是利用光學/機械投影的方法實現(xiàn)投影過程的反轉(zhuǎn)。解析攝影測量以電子計算機為主手段，通過攝影像片的量測和解析計算方法的交匯方式來研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質(zhì)以及其相互關(guān)系，并提供各種攝影測量產(chǎn)品的一門科學。是數(shù)字攝影測量產(chǎn)品的一門科學。數(shù)字攝影測量是基于攝施工人員對于地面攝影最關(guān)注的就是它的精確度問題。那么，下文對精確度的的影響因素以及提高精確度的方法做出了分析。

關(guān)鍵詞：地面攝影測量 精度 控制點 觀測目標

中圖分類號：P232 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）03（b）-0050-02

地面攝影測量是變形測量方法中的一種，它在各個行業(yè)的應用十分廣泛。在監(jiān)測建筑沉降的程度、建筑物發(fā)生傾斜的程度、對環(huán)境方面的工程甚至是在考古專業(yè)也可以有所作用。由于它應用的區(qū)域十分廣泛所以它的精確度就顯得很重要，在大量的工程應用中數(shù)據(jù)必須盡可能地做到精準。地面攝影測量是未來的監(jiān)測行業(yè)中不可或缺的部分，所以必須共同努力采取正確的措施來提高精確率。

1 影響精度的基本因素

對于地面攝影測量精度的影響主要來自幾何、物理、數(shù)學和多余觀測4個方面。下文將詳細地進行說明。

（1）影響地面攝影測量精確度的數(shù)學模型方面主要來自于選取的攝影材料不合格。例如攝影機里的硬片是否足夠平整、攝影機里軟片安裝對其壓平并且要有一定的拉力這兩點如果做得不合標準就會引起攝影片產(chǎn)生變形還有攝影機的物鏡是由很多透鏡組合而成，理論上透鏡的中心要在一個光軸上，但是在制造的過程中不可能達到，因此造成的切向畸變對攝影監(jiān)測數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。

（2）由于多種因素而產(chǎn)生的觀測上數(shù)據(jù)的誤差，在使用儀器測量坐標時，儀器本身的觀測準確度還有工作人員在使用儀器時的對儀器的使用方法是否嫻熟以及所處的觀測地點等這些因素都能對檢測數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。

（3）攝像儀的鏡頭焦距是透鏡到焦點的距離，由于鏡頭都是由多個透鏡組成所以攝像儀自身的特性對測量結(jié)果還是有著很大影響的。

（4）在實際測量中對地面攝影數(shù)值精確度有很大影響的是控制點的布局和數(shù)量情況。在測量的過程中控制點的數(shù)量越多，一般來說最后測量的數(shù)據(jù)值也就會越精確。

（5）攝影過程中對攝影器材的選取也很重要。一般來說，攝影器材內(nèi)部設備的性能直接可以影響測量的精確度。

2 提高精度的措施

2.1 數(shù)據(jù)處理方法

共線方程光束法平差解一般在建筑行業(yè)檢測中應用比較廣泛，它所計算出的數(shù)值更加具有說服力。那么什么是共線方程呢？共線方程描述了像點a、攝影中心S與地面點A位于同一條直線上。這種方法主要分為近似方法和嚴密方法，近似方法是通過對測量物運用直接觀測出的數(shù)據(jù)作為測量的基礎數(shù)據(jù)，而嚴密方法是作用測量中所測取的數(shù)據(jù)結(jié)合在一起并取數(shù)據(jù)的平均值作為基礎進行計算。這樣看來近似方法的數(shù)據(jù)由于是一次測量的結(jié)果所以比起嚴密方法所采用的基礎數(shù)據(jù)來說沒有更強的說服力，產(chǎn)生的誤差較大。

2.2 控制點的數(shù)量及其分布

地面攝影測量的數(shù)據(jù)的準確度與控制點的數(shù)量及其分布情況之間相互影響比較大，在想要測量數(shù)據(jù)目標的區(qū)域內(nèi)，想要使測量數(shù)據(jù)值達到最高，那么就要盡可能地讓控制點分布在測量的區(qū)域內(nèi)，一般來說在測量的區(qū)域內(nèi)控制點的數(shù)量值與測量的準確程度是呈正比的。下面為大家提到關(guān)于誤差的計算規(guī)律公式：

m2=m2拉+m2攝

2.3 觀測誤差和觀測目標

觀測過程中產(chǎn)生的誤差情況主要包括技術(shù)人員在觀測過程中由于自身的技術(shù)水平不夠所產(chǎn)生的誤差還有測量儀本身設備的問題所產(chǎn)生的誤差。對于這些誤差所要采取最佳的方法就是在測試的數(shù)據(jù)值中取平均值，把誤差減到最小。

在攝影地面測量的過程中，我們的工作人員要保證最后測量構(gòu)成的圖像要比實際的測量目標大，這樣會比較方便觀察。下面是計算觀測目標為圓形的公式：

D=5/3·（Y/t）·d

2.4 “多次”攝影

在實際的測量過程中，由于左右眼的不同也可能產(chǎn)生誤差，還有測量儀器左右的設備稍有不同也會對測量值產(chǎn)生影響，這種情況通常采用的是“多次”攝影的方法，最后對所測量的數(shù)值取平均值。

3 建筑行業(yè)進入信息化時代

在原有的地面攝影測量的方法上現(xiàn)代化設計應用了更新穎的測量技術(shù)——數(shù)字近景攝影技術(shù)。數(shù)字近景攝影技術(shù)的應用為我們的測量領悟帶來了新高度。在測量數(shù)據(jù)的處理上數(shù)字近景可以獲得比以往更加精準的信息。這對我們的建筑行業(yè)很有幫助。

近景攝影測量是指測量范圍小于100 m、像機布設在物體附近的攝影測量。它經(jīng)歷了從模擬、解析到數(shù)字方法的變革，硬件也從膠片像機發(fā)展到數(shù)字像機。數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)一般分為單臺像機的脫機測量系統(tǒng)、多臺像機的聯(lián)機測量系統(tǒng)。它具有其他系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點：測量現(xiàn)場工作量小、快速、高速和不易受溫度變化、震動等外界因素的干擾?，F(xiàn)在近景攝影測量技術(shù)被很多大公司應用到工程當中。

數(shù)字近景攝影測量的發(fā)展主要分為5個不同特征的時期：基礎階段的早期；初進入數(shù)字階段的逐步發(fā)展時期；進入數(shù)字階段的全面發(fā)展時期、穩(wěn)步研究和加大推廣應用的深入發(fā)展時期和近代的成熟時期。現(xiàn)階段的數(shù)字近景測量技術(shù)已經(jīng)可以滿足醫(yī)學界的圖像要求具有實時性，幾何高精度方面的高要求也能得到滿足。數(shù)字近景的快速發(fā)展不僅為工程的測量數(shù)值提高了精確度也使得測量的結(jié)果更加具有說服力。為工程的質(zhì)量提供保證。

4 結(jié)語

該文為簡單地介紹了地面攝影現(xiàn)階段所存在的問題以及面對問題可以采取的有效措施，同時也為我們簡述了擁有著高精確度的數(shù)字近景攝影的測量技術(shù)，這一技術(shù)的到來，為各個領域都帶來了突破性的發(fā)展。它使醫(yī)學的攝像對人體的構(gòu)造情況能夠清晰地展現(xiàn)在我們面前，使醫(yī)生的診斷工作更加確切。在建筑方面測量的數(shù)據(jù)更加精確，這對于建筑行業(yè)來說是非常重要的，數(shù)據(jù)的精確程度了解影響了建筑物的成果。由此看來，研究人員還要進一步地努力研發(fā)出更加精確的攝影方法。同時，也希望筆者結(jié)合認識與看法所寫出的這篇文章能夠?qū)ο嚓P(guān)專業(yè)的人員有所幫助。

參考文獻

[1] 李仲.地面攝影測量在井架變形監(jiān)測中的應用研究[J].測繪科學，2010（1）：139-142.

[2] 李仲，杜永剛，田萬壽，等.地面攝影測量在變形監(jiān)測中的精度分析[J].北京測繪，2010（2）：94-95.

[3] 李仲.地面攝影測量在井架變形監(jiān)測中的應用[D].西安建筑科技大學，2008.

[4] 孫佳.攝影測量在變形測量中的應用及精度分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2015（17）：299.

[5] 劉先森，甘濟五，王鐵山.高層建筑物變形監(jiān)測的研究[C]//浙江省測繪學會、江蘇省測繪學會、江西省測繪學會、福建省測繪學會、山東省測繪學會、安徽省測繪學會、上海市測繪學會.華東六省一市測繪學會第十一次學術(shù)交流會論文集.2009.

[6] 胡云華，鮑玉海，賀秀斌，等.近景攝影測量技術(shù)在三峽庫區(qū)消落帶土壤侵蝕調(diào)查中的應用[C]//中國測繪地理信息學會工程測量分會、中國測繪地理信息學會礦山測量專業(yè)委員會、江蘇省測繪地理信息局、江蘇省測繪地理信息學會.變形與安全監(jiān)測理論與實踐——2014工程測量分會與礦山測量專委會年會論文精選.2014.