无人机测绘技术在城市建筑工程测量中的应用.pdf

1062023年4 月规划设计与勘察江西建材无人机测绘技术在城市建筑工程测量中的应用李效鹏兰州新区城建工程有限公司，甘肃兰州730300摘要：无人机测绘技术的广泛普及和应用，为现代工程的测量工作提供了多样化的途径，同时也推动了我国建筑工程获取空间数据信息的方式逐渐朝数字化、多维化以及动态化的方向发展，有效提升了我国现代建筑工程测量工作的科学性以及精准性。文中以实际工程为例，针对无人机测绘技术在城市建筑工程测量中的应用展开研究，以此为相关工作人员提供参考。关键词：无人机测绘技术；倾斜摄影；建筑工程测量中图分类号：TU198文献标识码：A文章编号：10 0 6-2 8 90（2 0 2 3）0 4-0 10 6-0 3Application of UAV Mapping Technology in Urban BuildingEngineering SurveyLi XiaopengLanzhou New District Urban Construction Engineering Co.Ltd.,Lanzhou,Gansu 730300Abstract:The widespread popularization and application of surveying and mapping technology,for modern engineering measurement workprovides a diversified way,but also help our country construction engineering to obtain spatial data information gradually toward the directionof the digital,multidimensional and dynamic development of construction,effectively improve the modern construction engineering surveywork of scientific and accurate.This paper studies the application of uav mapping technology in urban construction engineering survey,andtaking actual engineering as an example to provide reference for relevant staff.Key words:UAV mapping technology;Tilt photography;Construction engineering survey0引言现代测绘技术在应急抢险、地理信息系统建设以及三维建模等方面得到了广泛应用。利用现代测绘技术对建筑施工过程进行测量，可及时调整施工进度，提升施工质量，但该技术在测量过程中存在很多不足之处，如现有方法一般是采用倾斜摄影技术获取高精度照片后，再利用传统测量方法；城市建筑工程中的规划竣工测量是指该工程获得相关的审批之后，开展工程的规划以及监督、测量工作中，针对已经建设完成的建筑予以测量，以确定该工程是否满足竣工验收标准。将无人机测绘技术有效应用至城市建筑工程的测量工作中，其主要内容包括，依照相关部门提供的城市建筑工程规划总平面图以及红线图，对建筑的外形、高度、层数、周边环境、空间信息等内容予以准确测量，并将提取的数据信息作为竣工核算基础的一部分，以此有效促进建筑工程的顺利施工和竣工1。1无人机倾斜摄影测绘原理无人机倾斜摄影测绘技术对城市建筑工程各个部位坐标点予以测量的基础原理是空间前方交会，该原理是对工程内的各个坐标点进行计算求解，所遵循的方法是共线条件方程的严格解法，具体来讲就是，将无人机拍摄到具有重影性质的影像与两张相片的同名坐标点相对应，并将相片的外方位条件视为已知的数据信息，进而实现工程建筑模型各个坐标点的计算求解 2 。如此，明确了建筑工程各个地标点在相片上具体的像点作者简介：李效鹏（198 7-），男，甘肃庆阳人，本科，工程师，主要研究方向为测绘工程。坐标之后，便可在内外方位条件的辅助下，应用无人机倾斜摄影测绘技术的前方交会测量原理（见图1）精准计算并获得地面建筑各个位置的详细信息，进而达到多视影像的测量效果。BXY图1无人机测绘技术前方交会测量原理根据图1中的内容，设交会坐标点是（X,Y,Z），图中的O（X。，Y,Z）是左侧拍摄站点投影中心的坐标位置，O.（X o r，Yor,Zr）则是右侧拍摄站点的投影中心坐标位置，同时摄影基线是B，依照数学知识中存在的向量关系式便可以得出公式(1)(2)(3)。Xor-XolBYor-YoiZor-Zol(1)1071江西建材2023年4 月规划设计与勘察xi-Xp-distxVi=AR(Wi0,K)yi-yp-disty（2）xr-Xp-distxV.=R(Wr0,Kr)yr-yp-disty(3)一f式中，（x,yi）是某点位置于左影像中呈现出像点坐标；（x r,y.）则是该位置在右影像中呈现出的像点坐标；（xp，y p，f）属于相片的内方位条件。之后同样依照数学知识中的向量关系得到：V=B+V。根据由公式（2）、（3）便可以得出公式（4）：Xor-Xolxi-Xp-distxxr-Xp-distxYor-Yoi-AR(Wi,K)yi-yp-disty-uR(wr0,Kr)yr-p-disty(4)2or-Zo一f-f式中，入、u均属于未知数，并且根据上述三个方程予以计算求解这两个未知数，便可以得出入、u的值。所以A点的坐标如下：风Xx-Xp-distxAR(wWit,K)yi-yp-disty(5)LZotJ风Xorxr-xp-distxyr-yp-disty(6)2LZor-f2无人机测绘技术应用分析2.1工程概况某建筑工程工建筑物共12 幢，总建筑面积为15.8 万m，该建筑工程综合楼塔楼高度为17 3.3 m，外观采用了弧线三角形的设计，整体的建筑轮廓呈现出较为复杂的曲线形态，且每个楼层的轮廓曲线均存在一定的差异性。该建筑工程的厂房外形应用了弧形倒角的设计，且建筑外墙的金属幕墙以及玻璃幕墙均采用了可与弧形曲线相契合的凹凸线条设计 3-4 。该建筑工程的弧形结构占建筑整体的8 0%，其中，外圈框架梁以及建筑的部分内连梁都是以多个圆心予以掌控的曲线弧形梁，且结构内部较为复杂。2.2高度测量无人机倾斜摄影测绘技术在对规划竣工的建筑高度进行测量时，以空间交会模型的测量原理为基础，应用其试验场检校法予以详细检校，该步骤完成之后便对工程建筑进行航空拍摄，获得高分辨率的清晰影像，同时借助航测法对其进行空三加密处理，构建出DEM、D O M、点云数据和实景三维模型。再利用构建完成的实景三维模型，对工程建筑进行高度测量，准确地获得综合楼的实际高度。测量结果见表1。表1基于无人机测绘技术的建筑物高度测量结果m测量方法规划高度测量成果差值特点无人机测量173.30173.510.21工作量小2.3轮廓测量与面积核算轮廓测量是指利用无人机倾斜摄影测绘技术，对城市建筑工程规划竣工中的其他现状地物进行测量，包括建设工程规划许可证中规定的建设用地区域中保留的建筑物、街道、绿化场地、独立配套设施等，并在此基础上，应用特殊记号将相关数据信息清晰准确地标记在地形图中。在应用无人机测绘技术对城市建筑工程规划竣工中的建筑物进行面积核算时，需先计算工程总体建筑面积、各个独立建筑物面积以及分层面积，同时在此基础上清晰标出建筑性能。在对建筑物的边长进行校对核算时，整栋建筑物的外框边长以及内部轴线边长都需符合几何图形的边长闭合几何关系，且分段测量的边长务必与整体的边长数据相同。对于观测产生的边长误差，需对其予以配赋处理，完成之后予以计算。针对该建筑物的弧形轮廓设计和玻璃幕墙、金属幕墙反光性能较弱，应用无人机倾斜影像测绘技术开展轮廓测量和面积核算，效果显著，所有测量要求也均可满足 5-6 。该建筑工程应用无人机倾斜影像测绘技术进行测量时，借助外业飞行数据获取以及影像处理等，形成了正射影像图，同时分别获取了建筑物的外轮廓线以及标高，并在其轮廓的基础上进行了面积核算（见表2）。表2建筑物面积核算成果测量方法规划面积/m现状面积/m差值/m特点工作量小精无人机测量1887.931872.7215.21度较高2.4内业计算和成果编制根据无人机倾斜摄影外业采集的相关数据信息和以及城市建筑工程的建筑设计图纸，再由内业立体测量计算出各项数据，并将其填人相应的表格之中，编制成准确可靠的文档资料（外业数据采集是指无人机在正常稳定的运行状态下进行航摄，即无人机倾斜摄影测量系统开展的数据采集工作。内业立体测量是指在无人机航摄数据处理过程中在航测数字化测图系统中开展的立体测量工作）。内业立体测量通过南方CASS9.0测量绘图APP，在制图过程中，应尤为注意建筑立面图中的各项数据信息以及对应关系，面积图中各项数据的准确性需与其逻辑保持统一，建筑工程竣工整体平面图中的标注规划建筑物本身距离与建筑物距四周距离，其标注部位需要和规划附图相同。此外，还需借助EPS2008，充分应用VBScript脚本开发，有效提升制图质量以及效率，使其更具完整性和精准性。利用AUTOCAD二次开发VBA程序，使其对相关数据信息予以获取并将其和EXCEL表格做对照处理，应用多表格嵌套比对的方法完成竣工计算以及相关的检查任务，其绘制成果见图2。图2基于无人机测绘技术的某建筑工程综合楼立面图108上接第10 5页上接第10 3 页）2023年4 月江西建材规划设计与勘察3结语综上所述，现代城市建筑工程的结构设计以及建筑风格极为复杂繁琐，相关人员在掌握和测量建筑具体信息的过程中经常会遇到各种阻碍，难以获取到全面且详细精准的建筑结构信息。因此，将无人机测绘技术科学应用至城市建筑工程的测量工作中，不仅可以有效提升建筑测量信息的精准性以及可靠性，还可以为建筑工程的顺利完工奠定基础，极具应用价值。参考文献【1刘文祥.基于无人机倾斜摄影的建筑工程测绘施工技术研究 J中，最终整合围岩结构，形成层状以及透镜状的矿体结构特征 5。（2）在矿石中，矿物结构表现为条带状、浸染状等众多形态。基于这样的矿体结构，排列与周围的围岩纹理以及片理产状等为相同状态，并且呈现出明显的沉积变质特征。（3）矿石含有乳浊状、包含、半自形一他形粒状结构表现，不仅展现出沉积变质的特征，也具有一定的热液交代现象，表现为块状、浸染状、斑杂状等众多不同形态的构造。（4）在该矿区中，矿石类型相对较为简单，主要包括了硫化物的铅锌矿石。其中，矿石或是岩溶矿石本身存在着明显的蚀变现象，包括硅化、碳酸性化、绿帘石化以及黄铁矿化等不同变化特征。其中，经由热液叠加改造的特征更为明显 。基于研究，认定当前铅锌矿的成因类型表示为沉积变质一热液叠加改造层控制矿床。3.2.2找矿标志福建省延平区小坪矿区铅锌矿区的底层位置位于中上元古界的龙北溪组绿片岩层结构当中，具有中上元古界透辉石岩标志岩性。探测发现，其中呈现明显的磁异常、重力异常以及Pb-Zn-Ag-Cu多元素次生晕组合异常特征，并且存在于一定范围当中，强度结构表现明显。铅锌矿的实际分布表现在老分3雷正勇.土岩结合基坑监测及变形规律研究【D.衡阳：南华大学，2 0 14.4吴燕开，牛斌.土岩组合地层深基坑支护技术实例探讨【J.山东科技大学学报，2 0 13，3 2（4）：3 4-3 9.5刘涛，刘红军.青岛岩石地区基坑工程设计与探讨J.岩土工程学报，2 0 10.【6 伊晓东，黄鹏，王智超.土岩二元地区深基坑桩锚支护结构变形江西建材，2 0 2 3（1）：12 1-12 2.2 子孙卫国.无人机倾斜摄影测绘技术在城市实景三维建模中的应用研究J.信息系统工程，2 0 2 1（6）：8 7-8 8，91.3刘建伟.无人机测绘技术在建筑工程测量中的应用分析【J云南水力发电，2 0 2 2，3 8（10）：3 0 2-3 0 4.4冷辉辉.无人机测绘技术在城市建筑工程测量中的应用【J】.工程技术研究，2 0 2 2，7（2）：18 9-191.5 程冠磊.试论无人机测绘技术在建筑工程测量中的应用【J】.中华建设，2 0 2 3（1）：14 6-14 8.6 董莉.无人机测绘技术在建筑工程测量中的应用【J】.江西建材，2021(9):88,90.布区，古采坑或是冶炼炉渣的遗迹、古采碉遗迹等地。通过地表勘测发现，硫化物的氧化铁帽界定当地含有铅锌矿结构。4结语随着对福建省延平区小坪矿区内部的铅锌矿地质勘察工作范围不断扩大，工作强度进一步提升。对该区域进行研究意义重大，在后续的矿床研究中，需要结合找矿标志进行精准的成矿分析，进而获得更加充足的铅锌矿产资源。参考文献1】杨瑞东，李鑫正，莫洪成，等.湘西黔东寒武纪重晶石矿成矿规律与成矿模式【J.矿物学报，2 0 2 3，4 3（2）：17 3-18 4.2陈飞飞.固体矿产资源勘察中的找矿方法及应用管理措施【J.世界有色金属，2 0 2 2（2 3）：16 0-16 2.3杨静，陈玉。四川大梁子铅锌矿的资源勘察及成矿规律研究J世界有色金属，2 0 2 0（10）：10 9-110.4陈贵民.探究新疆地区矿产资源勘察及成矿规律【J.世界有色金属，2 0 19（11）：98-99.5谈应范，谢洪春.甘肃西成铅锌矿田秦岭型铅锌矿产地质特征及找矿方向J.甘肃冶金.2 0 0 8，3 0（4）：3 9-4 2.6胡思琴.贵州省多金属矿资源成矿规律及开发利用现状【J】价值工程，2 0 16，3 5（11）：2 0 3-2 0 5.分析J】.地下空间与工程学报，2 0 13（S1）：154 9-1553.7方诗圣，孙东晨，杨仲杰.土岩结合地区某深基坑变形监测与数值模拟分析J.地基与基础，2 0 13（3）：3 8 0-3 8 2.8 MA Ying,FENG Shaoyuan,SU Dongyuan,et al.Modeling waterinfiltration in a large layered soil column with a modified Green-Ampt model and HYDRUS-1D J.Computers and Electronics inAgriculture,2010,71（2):4 0-4 7.