航空攝影測量在建設(shè)工程竣工測繪中的應(yīng)用

宋野 北京世紀國源科技股份有限公司

航空攝影最初的作用僅僅作為攝影作品以及攝像作品拍攝使用，隨著航天拍攝能力的不斷提升，這一技術(shù)已經(jīng)在其他范圍內(nèi)實現(xiàn)了更為廣泛的運用。當前航天攝影已經(jīng)在大量測繪項目當中實現(xiàn)了較為普遍地運用。而隨著航天攝影已經(jīng)能夠在較高的位置實現(xiàn)4K以上的高清拍攝，此種技術(shù)在對精度要求更高的建設(shè)項目的竣工檢測中已經(jīng)得到了一定程度上的普及，對于該項技術(shù)的使用方法，本文將進行系統(tǒng)性的梳理和討論，并根據(jù)該種技術(shù)在未來如何實現(xiàn)有效的提升進行進一步探討。

一、航天攝影以及建設(shè)測量等相關(guān)概念的闡述

（一）航空攝影的概念以及該種技術(shù)的使用優(yōu)勢

任何在航空器中進行的攝影均能稱之為航空攝影，因此在人類生產(chǎn)第一批航空器后，航空攝影的技術(shù)已經(jīng)同步出現(xiàn)。但是真正具備使用價值的航空攝影隨著遠距離超高清攝影器材的誕生以及大數(shù)據(jù)快速穩(wěn)定傳輸技術(shù)的誕生才真正產(chǎn)生。航天攝影正式進入可利用技術(shù)的范圍內(nèi)。

使用該種技術(shù)，能夠?qū)Ω蠓秶沫h(huán)境進行實地攝影。通過快速的數(shù)據(jù)傳輸，航天攝影能夠快速在終端形成3D形式的地圖，由航天攝影形成的地圖具有清晰度極高、包含范圍較為廣泛、精準度較高的優(yōu)勢特征。

因此當前航天攝影的技術(shù)在地形勘測的領(lǐng)域當中已經(jīng)得到了較為廣泛的使用，目前大量的動態(tài)電子地圖，均是基于此種技術(shù)提供服務(wù)的，該種技術(shù)在提供及時數(shù)據(jù)、進行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計方面具備的技術(shù)優(yōu)勢較為明顯，此種優(yōu)勢同樣能夠在勘測領(lǐng)域得到展現(xiàn)。

（二）建筑工程領(lǐng)域測繪的主要內(nèi)容以及執(zhí)行方法

工程領(lǐng)域的測繪工作，主要的目的是為工程執(zhí)行提供必要的參考，方便建設(shè)項目的正常進行。在工程方面的測繪中，需要對工程項目所在地的實景情況、地形情況、等高分布情況、地下水網(wǎng)情況、地下管網(wǎng)情況等相關(guān)的內(nèi)容進行必要的考察。大型的建設(shè)項目當中，勘測環(huán)節(jié)需要大量的人力、大量時間才能夠完成。

當前，隨著國家基礎(chǔ)調(diào)查的不斷完善，在地形、等高乃至地下水網(wǎng)等基礎(chǔ)屬性方面，大部分地區(qū)已經(jīng)形成了較為完整并且精確性較高的參考材料同時，建造時間較晚的管網(wǎng)同樣能夠較為輕松地查閱獲得。因此當前在建筑勘測方面，最為重要的勘測內(nèi)容為計劃用于建設(shè)的小范圍的土地使用情況以及地面附著物的情況。由于建設(shè)項目對精度的要求較高，因此作為建設(shè)參考的以上所有的資料同樣需要具備更高的精度，因此建設(shè)勘測始終屬于要求較高的勘測類型之一。

二、建設(shè)項目竣工以及竣工類型勘測的目標及規(guī)范

（一）建設(shè)項目竣工勘測以及竣工類型勘測的主要目標

建設(shè)項目當中，不僅所有工程全部完成后需要進行必需的竣工勘測，在各建設(shè)環(huán)節(jié)完成后同樣需要對本階段的建設(shè)情況進行階段性的勘測，另外在很多情況下，同樣應(yīng)當使用竣工勘測普遍使用的技術(shù)進行測量。從目標和執(zhí)行階段而言，該種類別技術(shù)主要能夠分為以下的幾種類型：

建設(shè)正式實施前進行的勘測。在很多新建的建設(shè)項目當中，需要通過繪制平面圖的形式明確應(yīng)當如何進行建造。但平面圖與執(zhí)行建造的立體空間存在一定的差別，因此在正式施工前需要對施工區(qū)域進行必要的勘測，明確該區(qū)域能否直接投入建設(shè)。

建設(shè)開始前對已有的建筑進行必要勘測的類型。很多情況下，針對已有的建筑需要進行一定的改建和擴建，以滿足對該建筑新的需求。在繪制改建以及擴建的設(shè)計圖紙前，需要首先明確被改建建筑的當前狀態(tài)，此種情況需要對原有建筑進行完整的勘測。

階段性建設(shè)完成后進行的勘測。如上所述，大型工程部分施工內(nèi)容完成后，需要對已經(jīng)完成的部分進行勘測，以明確該部分的建筑是否符合設(shè)計的規(guī)定。

（二）竣工類型的勘測過程中應(yīng)當執(zhí)行的基本要求

竣工類型的勘測在內(nèi)容方面涵蓋的范圍較為廣泛，需要對建筑的多方面內(nèi)容進行精準的測量。在執(zhí)行測量方面，則需要嚴格依照以下規(guī)范進行：

1.在最終展現(xiàn)圖幅方面應(yīng)當依照內(nèi)容的體量確定

大部分情況下，對竣工類型的勘測存在需求的單位對最終展現(xiàn)圖幅的大小同樣存在明確的規(guī)定。由于竣工檢驗往往包含眾多的內(nèi)容，勘測僅僅為其中的一種方面，因此勘測結(jié)果的圖幅需要與其他資料保持相當?shù)囊恢滦?，以便于接下來驗收工作的進展。當前，很多執(zhí)行驗收的單位在圖幅要求方面普遍要求提交50厘米左右的尺寸。

但不同類型的工程在勘測的結(jié)果上存在較大的差別，部分占地面積較大、內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的建筑類型，體圖幅需要體現(xiàn)的內(nèi)容總量較多。直接使用50厘米左右的圖幅進行繪制，很難精準繪制所有的必要性元素。因此至繪制過程中應(yīng)當選擇能夠滿足繪制需求的圖幅，在由于當下絕大部分繪制工作均通過電子形式進行，因此能夠在繪制完成后將圖幅轉(zhuǎn)化為符合規(guī)定的尺寸。

2.繪制過程中使用一致性的標尺并對特殊部分進行標記

正常情況下，繪制勘測圖過程中，使用的標尺應(yīng)當完全保持一致。繪制過程中涉及的標尺包括平面的坐標標尺以及高標兩個類型，兩者同樣應(yīng)當保持尺度上的一致。

但是在繪制過程中，可能存在一定特殊的情況。如建筑當中存在某些尺寸過小但必須進行標注的部分，采用與全圖保持一致的標尺繪制這種類型的區(qū)域時，可能導(dǎo)致該區(qū)域在繪圖當中無法明確體現(xiàn)。因此此類區(qū)域可以使用特殊類型的標尺，但在繪制過程中需要對特殊性區(qū)域進行顯著的標識，并且最好針對該種類型的區(qū)域進行單獨的凸顯繪制。

3.針對繪圖使用的坐標標尺等進行明顯的精度標識

閱讀繪圖時，往往需要根據(jù)繪圖的坐標標尺進行深入解讀。因此在繪制階段，需要對使用的坐標標尺進行準確的標識，以方便使用者的閱讀。另外，在繪制的過程當中制圖人同樣應(yīng)當注意，繪制主體過程中使用的精度尺與標記使用的精度尺應(yīng)當保持絕對一致。

4.比例尺標識在繪圖當中的作用以及必要性

比例尺是繪圖當中幫助閱讀者將繪制的圖像還原為現(xiàn)實圖像的參照工具之一。在圖像繪制過程當中，必須對比例尺進行明確的標準。

5.網(wǎng)格以及精度標志的規(guī)范要求

在繪圖使用的網(wǎng)格方面，主管部門已經(jīng)推出測量規(guī)范對使用要求進行了明確的規(guī)定。因此在繪圖過程中網(wǎng)格的使用必須嚴格符合國家的相關(guān)規(guī)定。

三、航天拍攝的技術(shù)實際使用效果優(yōu)勢說明以及未來發(fā)展推測

（一）航天拍攝的基本流程以及該種技術(shù)使用的優(yōu)勢

本文以某次針對以丘陵村莊的勘測為例。該村莊處于高度在三百米左右的丘陵區(qū)域內(nèi)，針對該村莊即將開的工程類型為整村遷移后的原址拆遷。本次勘測的主要目標在于明確村莊內(nèi)部的情況，以及村莊外圍的道路情況以及樹木等的分布情況。

使用航天拍攝技術(shù)時，執(zhí)行的基本流程為：根據(jù)拍攝的對象選擇適當?shù)暮教炱鞑模敬闻臄z的對象為總面積較小的村莊，因此選擇在低空飛行的無人機設(shè)備即可；其后需要根據(jù)選擇的航天設(shè)備，匹配合適的攝影器材，本次選用的無人機為專門進行拍攝的大疆，該品類的設(shè)備自備能夠進行高清攝影的器材，因此無須提供額外器材，在攝像頭選擇方面需要自行匹配攝像頭，本次使用的為能夠進行傾斜拍攝的鏡頭；使用無人機進行拍攝，飛行的航行線路受藍牙設(shè)備控制；對傳輸回來的數(shù)據(jù)資料，使用3D處理軟件以及建模軟件進行處理還原。

無人機設(shè)備的飛行速度通過設(shè)置，能夠維持在較高的速度，因此在同樣的作業(yè)時間內(nèi)，能夠執(zhí)飛多條線路，通過大量數(shù)據(jù)的收集形成更為完善的、更為精細的圖像。在天氣狀況適當?shù)那闆r下，使用航天技術(shù)拍攝時，適當?shù)奶鞖馇闆r為晴朗微風(fēng)。在晴朗微風(fēng)的天氣條件下，單日無人機能夠以25條路徑對執(zhí)飛區(qū)域進行拍攝。另外在數(shù)據(jù)處理方面，航天拍攝的數(shù)據(jù)結(jié)果相較手工勘測的結(jié)果能夠更快地輸入軟件，進行相關(guān)的計算和模型成型。使用該種方法進行繪制，能夠在勘測完成的同時得到勘測區(qū)域的立體圖像。

（二）航天拍攝在竣工檢測中的作用定位以及未來發(fā)展

航天拍攝雖然能夠以較短的作業(yè)時間對建筑的整體進行完整的測量，也能夠在結(jié)果中體現(xiàn)更多的細節(jié)。但航天拍攝技術(shù)本身不能體現(xiàn)建筑的力學(xué)狀況等影響建筑質(zhì)量的重要檢測數(shù)據(jù)。而力學(xué)表現(xiàn)在竣工驗收當中屬于極為重要的一個項目。綜上，航天拍攝無法作為竣工驗收的主要依靠數(shù)據(jù)，只能作為竣工驗收重要的參考數(shù)據(jù)。

但由于當前航天拍攝已經(jīng)能夠進行清晰度加高的拍攝，并且很多針對性的拍攝設(shè)備當中已經(jīng)加裝必需的對比軟件，因此能夠?qū)崿F(xiàn)在檢測的過程中直接對坐標等內(nèi)容進行對比，以檢測建筑是否按照設(shè)計的要求進行。另外通過對拍攝圖像的圖幅調(diào)整，能夠充分體現(xiàn)拍攝的清晰度優(yōu)勢，明確觀測到建筑體內(nèi)部的構(gòu)成情況，并能夠通過實際圖片與設(shè)計圖的對比，明確建設(shè)的執(zhí)行情況。

然而航天攝影在使用過程中依然存在一些嚴重的限制因素。如航天器的使用受環(huán)境影響極為嚴重。在信號極為復(fù)雜的環(huán)境當中，由于藍牙信號受到影響，因此可能存在航天器信號接收不良導(dǎo)致飛行姿態(tài)失控的問題；對陡坡等特殊類型環(huán)境進行勘測時，由于執(zhí)行人員的視線受到影響，因此可能發(fā)生路線選擇失誤的問題；同時大風(fēng)、雷電等類型的天氣情況對航天攝影同樣會造成極為不良的影響。

四、結(jié)語

航天攝像在信息技術(shù)快速發(fā)展的當前，取得了極為快速的發(fā)展，通過各種無線的信息傳輸方法，航天器自帶的攝像器材取得的圖像能夠進行快速的傳輸。該種技術(shù)在建設(shè)領(lǐng)域當中已經(jīng)取得了一定發(fā)的普及，而如何擴展其適用范圍，則成為該種技術(shù)發(fā)展下一階段的必然要求。