近景摄影测量在工程测量中的应用

1.实例1——近景摄影测量在公路勘测中的应用

随着国民经济的发展，公路建设任务日益繁荣，技术标准的要求越来越高，选线勘测设计对地形图要求尤为迫切。由于近景摄影测量本身的特点，它在公路建设中的应用是多方面的，诸如线路段工程地质、水文地质勘测，桥梁、隧道、涵洞、挡土墙等建筑物的设计及施工，尤其在人们无法攀越的陡崖地段，都可能利用其摄影底片储存的信息，来测量所需的地形图及有关资料。下面就近景摄影测量在公路建设中的应用作概略的介绍。

（1）近景摄影测量在公路勘测设计中的作业精度

在原来设计的公路线路上进行近景摄影测量，并测绘与原设计中同比例尺纵横断面图，在实地用钢尺量距，用水准仪测高，以检查验收上述两种方法测绘的纵横断面图。为了比较的方便，将结果绘制在一张图纸上（图14.1）。从图中可明显看出，原测绘的设计线路图两桩之间的简化纵断面高与相应地面的实际高相差最大达1.30m，相差1m左右的有6处；而近景摄影测量测绘的纵、横断面图和检查图完全一致，符合实际情况。

图14.1　用两种方法测制的断面图的比较

坡度较大的山区，近景摄影测量可以较准确地测出水平距离。普通测量方法中用长距离拉直尺量距，误差往往较大。如原设计图水平距离为142.74m，而近景摄影测量为141.81m，两种方法竟相差0.93m。实地检查证明了原测图误差大，原设计的水平距离相对精度只有1/150。这样的误差，在山区公路设计中必然造成浪费。

公路设计中的纵、横断面图通常是草测图，而在近景摄影测量中，纵、横断面图有相同的精度。这样，近景摄影测量的横断面图较之原横断面图精度高是显而易见的。

在山区公路勘测的定向爆破设计中，一般要求地形图比例尺为1/200，这是因为测量误差引起最小抵抗线长度的变化要求小于实地上0.4m。而近景摄影测量在山区地形破碎、陡崖较多的地区所测制的1/200比例尺地形图，等高线高程中误差实测精度为±0.156m，这就满足了定向爆破对地形图的精度要求。

综上所述，近景摄影测量在公路勘测设计中可提供高精度的纵、横断面图，还可提供公路定向爆破，桥梁、隧道、涵洞等需要的大比例尺地形图及河床纵、横断面图。

（2）近景摄影测量在公路勘测设计中的作业方案

1）收集测绘选线用的地形图。收集1/5000或1/10000比例尺地形图。在没有上述比例尺地形图的地区，可用航空像片放大测绘1/5000比例尺地形图。比较线路的大致方案，确定线路的大致走向及桥梁、隧道、涵洞的大致位置。(www.xing528.com)

2）测绘设计用的地形图。在确定的线路方案上，测绘1/1000或1/2000比例尺的带状地形图。在地形图上绘制纵、横断面图，进行路线设计，计算工程量，用公路工程的技术标准进行全面衡量，得出一个最佳方案。

3）测绘公路设计专门用图。作业方法和过程与一般近景摄影测量方法基本相同。测绘所需要的地形图及专用图，如河床断面图，桥梁、隧道、涵洞设计所需的1/500比例尺地形图及定向爆破阶段所需的1/200比例尺地形图。量测地区产状，绘制工程地质图、地质剖面图和建筑材料分布图，绘制径流面积图等，力求综合运用近景摄影测量成果。

4）施工放样。在室内完成初步设计方案后，根据近景摄影测量的导线点、水准点及明显地物点，将公路设计的折线点，或曲线上切点的坐标数据进行放样定线，并将公路设计专门用图所需的点位也同时放样量测，完成施工前测量上的各项工作。

2.实例2——用近景摄影测量方法对冷却塔进行变形观测

为了回收余热要建立循环冷却系统，因此一般大型热电厂都建立了冷却塔。冷却塔建成后首先要进行竣工检核测量，以确定其外形是否与设计的尺寸相一致；其次是投产后要进行定期监测，确定冷却塔的稳定性及其自身的变化情况。下面要介绍的是德国对高162m冷却塔进行变形监测的实施情况。

由于冷却塔高，且地面条件受限制，故利用直升飞机作业，选用大像幅可调焦的量测摄影机UMK10/1318FF，利用塔体表面的自然标志，并在冷却塔的顶部和底部布设人工标志作为控制点，摄影飞行的同时用地面测量方法确定其坐标，摄影站布置形式如图14.2所示。从上面看，围绕冷却塔由18张像片组成一个圆圈；从侧面看，在垂直面上由6张像片组成，基线是垂直的，摄影方向水平指向塔体，这样的布设可保证对整个冷却塔完整的立体观测。所有立体像对在解析测图仪C100上进行量测，量测的点子位于冷却塔表面上11个不同的高度上，每个高度量测40～45个像点，用“严密平差”方法进行计算。在冷却塔四周布设了测量控制网和围绕塔的环形导线，如图14.2所示。地面测量包括：52条边，220个方向，88个天顶距和31个水准高差。

图14.2　摄影站布置图

（a）侧面图；（b）俯视图

计算结果表明，单纯利用摄影资料，不同高度上径向误差（自下而上）从2.5mm到4.3mm；进行摄影与地面测量联合平差，以点5和点17为平差数据基准，得到均匀一致的精度，三维坐标各分量的平均误差均为2.5mm。

根据航摄照片或近景摄影照片，通过数字摄影测量技术的处理，可提供大比例尺的地形图，正摄影像图、建基岩石影像图等，在工程施工中已广泛应用。同时数字摄影测量技术还可以得到数字地面模型（DEM-Digital Terrain model），据此可制作断面图，计算工程量。近景摄影测量还特别适用于重要工程和不可接触物体变形的自动监测。