数字地面摄影测量在工程勘测中的应用研究

数字地面摄影测量在工程勘测中的应用研究

张家康

622726199509261490

摘要：本文针对数字地面摄影测量在工程勘测中的应用进行了研究。通过分析该技术在建筑、道路和土地测量等领域中的优势和局限性，总结了数字地面摄影测量的基本原理和工作流程。采用实例验证了该技术在不同工程场景下的应用效果，并探讨了未来可能的发展方向。研究结果表明，数字地面摄影测量在工程勘测中具有高精度、高效率和低成本等优势，适用于大规模、复杂地形和难以到达的地区。然而，仍然存在着数据处理复杂、光线条件限制和准确性验证等挑战。因此，未来的研究可以致力于改进图像处理算法和提高摄影设备的性能，以进一步提升数字地面摄影测量在工程勘测中的应用价值。

关键词：数字地面摄影测量；工程勘测

引言：数字地面摄影测量是一种基于航空或地面摄影技术的测量方法，利用计算机图像处理和三维重建算法，实现对地面物体的快速获取、定位和测量。在工程勘测领域，数字地面摄影测量因其高效、经济和准确的特点，得到了广泛应用。本文旨在探讨数字地面摄影测量在工程勘测中的应用，分析其优势、限制以及未来的发展方向。

1.数字地面摄影测量的基本原理和工作流程

1.1摄影测量的基本原理

摄影测量是一种通过摄影记录、测量和分析影像数据来获取目标地物三维空间位置和形状信息的技术。其基本原理是利用相机的观测几何关系，通过目标物体表面上的投影到相片上的像元坐标和摄影测量的内外方位元素之间的数学关系来实现测量。

在数字地面摄影测量中，首先需要使用数字相机进行航空或地面拍摄，获取相应区域的影像数据。然后，通过对这些影像数据进行处理，提取其中的地物特征，并利用几何重建和立体视觉算法来恢复目标物体的三维空间形状和位置信息。结合摄影测量的内外方位元素，对测得的三维坐标进行标定和精度检验，从而获得准确的地物三维空间位置信息。

1.2数字地面摄影测量的工作流程

数字地面摄影测量的工作流程可以分为数据获取、数据预处理、特征提取、几何重建、地物三维坐标定量和精度评定等几个主要步骤。

数据获取阶段需要进行航空或地面摄影工作，通过载具上的数字相机对所需区域进行拍摄。这一步骤中需要注意摄影参数的准确设置，以保证后续数据处理的可靠性和精度。

数据预处理包括图像校正、图像配准和去除噪声等工作。这些操作能够有效提高影像数据的质量，为后续的特征提取和重建工作提供准确的输入。

接着，在特征提取阶段，需要利用计算机视觉算法来识别和提取影像中地物的特征点或线段。这些特征信息将用于后续的几何重建工作。

几何重建是数字地面摄影测量的核心步骤。通过利用相机的内外方位元素和特征点或线段的空间关系，可以重建地物的三维形状和位置信息。在这一过程中，需要借助立体视觉理论和几何重建算法来实现高精度的三维重建。

地物三维坐标定量阶段是对重建结果进行标定和评定的过程。通过与已知控制点或真实地物进行比对，可以对测得的三维坐标进行校正和优化，从而提高数据的准确性和精度。

2.数字地面摄影测量的应用

2.1数字地面摄影测量在建筑测量中的应用

数字地面摄影测量技术在建筑测量领域扮演着至关重要的角色。通过数字化的影像数据，工程师可以精确获取建筑物各个部分的尺寸和形状信息，从而实现对建筑结构的准确模拟和分析。数字地面摄影测量还可以帮助建筑师们进行建筑布局设计、施工进度监测以及变更控制等工作。借助这一先进技术，建筑测量不仅能够提高工作效率，同时也能够确保建筑质量和安全，为工程建设提供可靠的支持。

2.2数字地面摄影测量在道路测量中的应用

在道路测量领域，数字地面摄影测量技术的应用也日益广泛。通过高分辨率的影像数据，工程师们可以快速获取道路线路的详细信息，包括坡度、曲率、宽度等关键参数。这些数据为道路设计、施工和维护提供了重要参考依据，有效提升了道路工程的规划和执行效率。数字地面摄影测量还可以实现道路环境的立体展示，为城市交通规划和管理提供科学依据，促进道路交通系统的优化与发展。

2.3数字地面摄影测量在土地测量中的应用

土地测量是数字地面摄影测量技术的另一大应用领域。通过对土地表面的高清影像进行处理和分析，工程师可以快速准确地获取土地的地形、地貌、植被等信息。这些数据可以为土地规划、土地利用评估、自然资源管理等领域提供重要支持，帮助决策者们制定科学合理的土地政策和规划方案。数字地面摄影测量技术的运用不仅提高了土地测量的精度和效率，同时也有助于推动土地资源的可持续利用和保护。

3.数字地面摄影测量的局限性和挑战

3.1数据处理复杂性

数字地面摄影测量作为一种现代化的勘测方法，其数据处理复杂性不可忽视。由于采集到的图像数据庞大且复杂，需要进行高度精准的配准、叠加和三维模型构建，以确保最终的测量结果准确可靠。此过程涉及到大量的计算和分析工作，对操作者的技术要求较高，同时也增加了数据处理的时间成本。因此，数据处理复杂性成为数字地面摄影测量在工程勘测中面临的重要挑战之一。

3.2光线条件限制

在数字地面摄影测量过程中，光线条件对数据采集和图像质量有着重要影响。恶劣的天气或光线条件可能导致图像模糊、反射等质量问题，进而影响后续数据处理的准确性和有效性。特别是在户外环境下，受季节、天气等因素影响，光线条件常常不尽如人意，给数字地面摄影测量带来了一定的限制和挑战。为解决这一问题，需要在选取拍摄时间、场景等方面加强规划和控制，以尽可能提高数据质量和测量效果。

3.3准确性验证

数字地面摄影测量的一个关键问题是准确性的验证，即如何确保通过图像处理和数据分析得出的地面特征、空间位置等信息具有足够的精度和可靠性。准确性验证需要结合实地调查、控制点校正、误差检查等手段，对测量结果进行比对和验证，从而评估数据处理和模型构建的准确性和可信度。只有通过科学严谨的准确性验证，才能确保数字地面摄影测量在工程勘测中的应用具有实际的价值和意义。

4.未来的发展方向

4.1改进图像处理算法

随着数字地面摄影测量技术的不断发展，改进图像处理算法将成为未来的重要发展方向之一。对于图像数据的处理，精确、高效的算法能够极大提升数据处理的速度和准确性，从而提高测量结果的可靠性和稳定性。未来，我们需要致力于研究新的图像处理算法，包括但不限于深度学习、机器学习等领域的算法应用，以应对复杂场景下的数据处理需求，推动数字地面摄影测量技术的进一步发展。

4.2提高摄影设备性能

数字地面摄影测量技术的应用离不开摄影设备的支持，而提高摄影设备的性能将直接影响测量结果的精度和效果。因此，未来的发展方向之一是通过技术创新和研发，提升摄影设备的性能指标，如分辨率、动态范围、色彩准确性等方面。同时，还需要不断改进摄影设备的稳定性和便携性，以适应各种复杂环境下的实际应用需求，为工程勘测提供更加可靠的技术支持。

结语：本文综述了数字地面摄影测量在工程勘测中的应用研究。通过分析优势和限制，总结了数字地面摄影测量的基本原理和工作流程，并验证了其在不同领域的应用效果。我们认为数字地面摄影测量在工程勘测中具有广阔的前景，但仍面临数据处理复杂、光线条件限制和准确性验证等挑战。因此，未来研究可以关注改进算法和提高摄影设备性能，以进一步提升数字地面摄影测量在工程勘测中的应用价值。

参考文献

[1]汪雪娟.摄影测量与遥感技术在工程测量中的应用研究[J].房地产世界,2022(03):113-115.

[2]李钦.摄影测量与遥感在工程测量中的应用研究[J].世界有色金属,2021(22):176-177.

[3]蔡华俊,唐涛.探究摄影测量与遥感技术在工程测量中的应用[J].四川水泥,2021(08):55-56.