广东省地质局第七地质大队516001
摘要:从九十年代社会经济发展至今,我国的政策、体制和法律都进入了深化改革的道路进程。与此同时,城市化进程改造的脚步也在不断加快,就目前来看,城中村重建和旧城改造项目是我国建筑工程行业发展过程中的重要组成部分。近些年来,通过卫星摄影来对建筑物的空间变化进行检测的应用范围逐步扩散,但其在检测建筑物的平行高度上的空间变化形态上仍然存在诸多缺陷。本文讲述了倾斜摄影测量技术的特点和优势,阐明倾斜摄影测量技术在旧城改造工程中的作用,并通过实际案例的介绍,指出倾斜摄影测量技术在旧城改造工程中的重要性。
关键词:倾斜摄影;测量技术;旧城改造工程;重要性分析
从我国城中村旧城建筑物情况来看,在其确定改造后和彻底拆除前这一过程中往往会出现许多违建现象。传统的违建情况调查任务由建筑管理监督员现场勘查完成,发现问题之后还需要逐级上报统计结果。这一操作过程不仅耗时、耗力,准确性和效率还有待商榷,在调查过程中如若遇到不遵纪守法的市民,还极易与调查人员起冲突,对调查监督员的人身安全造成了极大威胁。倾斜摄影测量技术作为一项能够在短时间内采集建筑工程三维空间内数据的先进技术,将其应用到旧城改造工程监察过程中有着十分显著的现实意义。
一、倾斜摄影测量技术的优势
传统的卫星监测和遥感测量手段只能够对垂直方向和正向影射的情况进行检测,因此建立的模型有一定的片面性,侧面的三维模型没有有效的信息建立路径。为了解决这一问题,基于无人机飞行摄影的倾斜摄影测量技术应运而生,其工作原理是让一个无人机上承载多个摄像相机,对建筑物的垂直面以及其他四个倾斜角度的面进行影像采集,以此获得环绕式的建筑物信息。通过集合多个角度的影像信息,建立一个较为准确的三维立体模型,从而得到一个准确的空间数据情况。
倾斜摄影测量技术总体来说具备以下优势:1.转换格式多,适应性广。旧城改造的范围越广,情况越复杂,对数据的要求和需求明细就越高。倾斜摄影测量所获得的影像数据内容适应DLG、DSM、DOM等多种数据格式,在完成格式转换之后,还能对数据进行矢量化操作,这又进一步扩大了工程的适应性范围,为旧城改造工程的进行起到了良性作用。[1]2.效率高、真实性高。倾斜摄影测量技术的精密度高,对细节的处理比较完善,在摄像过程中所捕获的影像数据清晰且真实性高。又基于其容量大,空间数据海量的特点,能够储存的影像数据信息也更多。但就目前情况来看,倾斜摄影测量技术中将影像数据转换为三维模型的精度还不够高,信息处理过程还不够完全符合建模要求,三维模型的建成效果还有很大的进步空间。3.自动化功能降低建模成本。倾斜摄影测量技术的建模过程可以是全自动处理,相比传统的手工建模能够降低一半的成本,从经济效益和工作效率上来说,都有了很大的进步和提高。
二、倾斜摄影测量技术在旧城改造工程中的作用
2.1基于倾斜摄影测量技术进行建筑物实景三维建模
随着近些年来我国信息技术和经济水平的发展,在数字摄影测量领域也早已摸索出一套属于自己的集摄影、信息处理、建立三维模型于一体的系统和方法。旧城改造工程与其他建筑工程的不同之处在于,其可能与原有建筑模型有了很大的不同,因此就需要实时性更强的数据采集和模型创建。
倾斜摄影测量技术在进行旧城改造工程实景三维建模时,为了保证模型的质量,首先要用无人机搭载几台精度较高的相机,然后通过遥控感应操控对建筑物的垂直面、前面、后面、左面、右面等五个角度进行拍摄。并且在拍摄过程中,要实时记录无人机的高度、经纬度、飞行姿态,以及摄像机的曝光时间和此时大地的高度等,以便在后续处理影像信息资料的过程中起到一定的参考作用。[2]
从操作细节上来看,在建立三维模型之前,首先要给三维建筑模型添加纹理信息,这一步的作用是让模型看起来更真实,模型参考性更精确可靠。在完成倾斜摄影测量后,所建立的三维建筑模型一般有两种,一种是宏观模型,一种是实际应用模型。其中,宏观模型一般是由DSM影像和倾斜影像在自动匹配的条件下生成,其实际内涵是一个整体数据,因此所展现的模型也是整体且不可分割的,无法进行模块化管理;另一种符合实际应用要求的模型不仅能够单独使用,还能够叠加使用,它是将DEM影像与建筑物三维模型进行整合,从而构成一个具有层次化的场景,为实际应用的过程提供数据和便利。
2.2基于倾斜摄影测量技术进行建筑物空间变化监测
监测过程:倾斜摄影测量技术在进行摄影时所用的技术是多影像联合平差、多视影像密集匹配、数字表面模型生成和真正射影像纠正这三个方面的综合运用下所实现的技术内容。这个过程中要经过实际测量采集信息,采集的内容要足够细致精确,其中还包括经纬度、高度等信息。然后根据采集的数字高程模型、数字正射影像模型和数字表面模型等来构建组成一个个单体模型。最后通过数据对比,统计现存建筑物的增量和具体情况。三维模型还能够自动筛选识别违建物以及计算出实际变化量,之后直接把数据反馈到相关部门。[3]
监测结果对比:通过倾斜摄影测量,可以对建筑物的变化和数据进行连续性的跟踪对比,对于有些监测排查不彻底的地方,也可根据多期的数据对比,根据建筑物的平面监测情况、高度监测情况和正射影像检测情况,将旧城改造工程中违法的建筑物找出来,以保证排查工作的及时性和有效性。
三、倾斜摄影测量技术在旧城改造工程中的重要性分析
随着国内无人机技术和倾斜摄影测量技术的发展,倾斜摄影技术在应用上也体现出更多的优秀性能,其在人口统计、国土安全、应急指挥、灾害评估的运用方面都表现突出。目前,许多城市的旧城改造工程的实际应用中也广泛运用到倾斜摄影测量技术,例如昆明、武汉、北京市的一些项目中,都采用了倾斜摄影测量技术对建筑物的空间变化进行监测。[4]此外倾斜摄影测量在旧城改造中还有另一项重要作用,即:在对旧城进行重建和翻新的过程中,需要充分考虑旧城与周边环境和建筑物是否协调统一,外观造型是否合理。通过建立三位数字模型,能为设计方案提供许多的有效参考信息,为旧城改造工程的设计施工提供许多便利。在武汉东风大道沿线旧城改造工程中,由于改造面积多达8平方公里,环绕范围宽广,因此改造工程的工作量极大。在采用倾斜摄影测量技术建立实景模型后,通过公式就能计算出建筑物的尺寸和高度,也能推算出拆迁面积,在旧城改造工程的实际工作中发挥了重要作用。
结束语
本文首先对倾斜摄影测量技术的应用优势进行较为具体的说明,通过旧城改造工程基于倾斜摄影测量技术进行建筑物实景三维建模和空间变化检测作用提出相应的路径分析。最后通过对倾斜摄影测量技术的应用实例举例介绍,指出倾斜摄影测量技术在旧城改造工程中的重要性。希望能够通过本文的研究分析,对倾斜摄影测量技术在旧城改造工程中的作用和重要性进行系统的梳理,旨在能够推动倾斜摄影测量技术实际应用的进一步发展。
参考文献:
[1]周晓敏.倾斜摄影测量的城市真三维模型构建方法[J].测绘科学,2016,41(9):159-163.
[2]曹琳.基于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模及其精度分析[D]:[硕士学位论文].西安:西安科技大学,2016:13-24.
[3]詹总谦.倾斜摄影测量与SketchUp二次开发技术结合的建筑三维重建[J].测绘通报,2017(5):71-75.
[4]黄炎,丁璁,何鲁鄂.倾斜摄影测量技术在旧城改造工程中的应用[J].土木工程,2018,7(3):381-388.