近景摄影测量技术在高山大峡谷工程中的应用

引言

测量是工程建设中最为重要的程序之一，其关系着工程建设的质量和使用寿命，随着当前科学技术的发展和进步，摄影测量逐步被运用到工程建设中。摄影测量覆盖面广、测量便捷、测量范围大、成像质量高，因此，工作效率大大提高，极大地减少了工作人员的任务量。当前，很多工程建设中都应用了摄影测量，不仅缩短了建设的周期，节约了物力资源和人力资源，并且可以实现人力所不能及的测量范围，弥补传统地面测量方法中的不足，实施动态勘测和高难度勘测等，为工程建设需要提供必备的资料，包括地貌、地物、地形或者地质构造等数据信息。

一、近景摄影测量技术特点

在高山大峡谷工程中应用近景摄影测量技术可以获得精准的地形数据，避免勘查人员实地勘测的危险，提高地形勘测的效率。在实际应用中其具备高精度测量、高度安全性、实时动态监测等特点。

（一）高精度测量

近景摄影测量技术能够达成较高测量精度，这依托于其先进的成像技术以及数据处理算法。在高山大峡谷工程中，该技术借助多视角拍摄获取大量影像数据，同时凭借计算机视觉与摄影测量原理处理这些数据，以此算出目标物体的三维坐标。其平面精度与高程精度都能达到毫米级乃至亚毫米级，这样的精度足以满足工程建设中对地形数据的高精度要求。比方说，在大坝变形情况的检测中近景摄影测量技术能够清晰地呈现大坝移位或沉降的场景，并分析具体数据，为大坝工程施工提供可靠的数据支撑[1]。

（二）高度安全性

高山大峡谷地区地形复杂且存在诸多安全隐患，陡坡、悬崖、泥石流等都包含在内。传统测量方法要求测量人员亲临现场作业，显然会增加他们的安全风险。近景摄影测量技术采用非接触式测量方式，测量人员能在安全区域通过摄影设备获取目标物体的影像数据，不必进入危险区域。这种做法保障了测量人员的生命安全，并且提高了测量工作的效率。比方说，借助近景摄影测量技术进行峡谷边坡稳定性检测，测量人员使用摄影设备拍摄边坡周围环境情景，并记录与分析相关数据，避免测量人员深入峡谷区域实地测量，预防边坡坍塌或滑坡造成人员伤亡。

（三）实时动态监测

近景摄影测量技术可对目标物体展开实时动态监测，它通过连续拍摄目标物体的影像，借助数据处理软件对影像实施实时处理及分析，及时获取目标物体的位置变化、变形情况等信息。在高山大峡谷工程中，实时动态监测对工程安全意义关键。比如，在隧道施工过程中，利用近景摄影测量技术可以实时监测隧道围岩的变形情况，及时发现潜在的安全隐患，并采取相应的措施进行处理，确保隧道施工的安全进行。

二、近景摄影测量技术在高山大峡谷工程中的应用方法，

（一）地形三维建模应用

在高山大峡谷工程施工现场地形勘查中利用近景摄影测量技术，通过多视角影像匹配和三维重建算法，对高山大峡谷工程区域环境进行精准的三维建模，这样可以解决传统测量不准确、不全面的问题。具体而言，面对地形复杂的高山大峡谷区域，使用无人机搭载高分辨率摄影机进行低空航拍，配合地面控制点布设，能够精准快速地形成厘米级精度的数字高程模型与数字正射影像图，以便工程工作人员全面掌握高山大峡谷工程施工现场的环境与地质条件，便于设计更加合理的施工方案以及选取施工工艺[2]。比方说，在峡谷桥梁选址阶段，拍摄峡谷两岸边坡的连续影像后经光束平差计算与密集匹配处理，能够精准提取边坡的坡度、坡向及岩性分布特征，为地质勘察提供量化数据；与全站仪等传统设备相比，既降低了人员攀爬的安全风险，数据采集效率还提升 3-5倍，在云雾多发、地形切割剧烈的高山区域应用效果尤其显著。

（二）工程结构变形监测应用

高山大峡谷工程中桥梁、隧道及边坡等结构在气候、地质等因素的影响下，容易出现变形问题，导致高山大峡谷工程使用年限和安全性降低，所以，需要对工程结构变形情况进行实时监测。使用近景摄影测量技术时，可以在工程桥梁、隧道、边坡等位置布置永久性或临时性的监测点，定期采集工程结构影响数据，随后使用 SIFT、SURF 算法获得监测点三维坐标，结合时间序列分析全面精准地获得工程结构移位、沉降、倾斜量等数据。比方说，利用近景摄影测量技术监测峡谷桥梁结构时，采用固定摄影站与移动拍摄相结合的方式，在监测点布设编码标志，每月进行一次摄影测量，并与前一个月的数据进行对比分析，及时发现可能出现的结构变化趋势，同时发出预警让工作人员根据相关数据调整施工方案，避免了传统监测中传感器布设受地形限制的问题，同时实现了大范围区域的整体变形监控，为工程安全提供了全面的数据支撑。

（三）施工进度可视化管控应用

高山大峡谷工程的施工周期较长，且作业面相对分散，采用传统依赖人工巡查的工程进度管理方式，使工程进度管控效率低。近景摄影测量技术的应用，通过无人机搭载摄影设备低空对工程各环节进度情况进行摄影，结合三维重建与 BIM 模型对比，可实时生成施工进度可视化报告。比方说，在隧道掘进环节，在施工现场安装定位摄影台或移动式摄影设备，对隧道施工的掌子面影像进行每日采集，结合这些数据和影像资料形成隧道实际掘进模型，并联合设计模型进行全面分析，以便了解掘进偏差、超欠挖量，从而获得隧道掘进偏差曲线，为后续施工进度安排提供指导。除此之外，施工进度管理人员借助无人机近景摄影技术，对峡谷施工区域进行整体拍摄，利用影像分类等方法自动划分完工和未施工区域，从而形成工程施工热力图，辅助管理人员优化资源配置，从而实现工程进度的数据值、精准化及透明化管理，提升高山峡谷工程管理效率与决策科学性。

（四）高山大峡谷的灾害预警防控

高山大峡谷地区地形复杂且地质脆弱，容易发生山体滑坡、泥石流等灾害。该区域的预警防控体系依托地面位移、地下水位、雨量等多种监测手段来实时收集地质环境数据，再借助先进传感器和传输网络将其传送至预警中心。预警中心运用专业模型与算法处理分析这些数据，以此评估灾害发生的可能性，一旦监测数据超出预设阈值就会自动预警，并且会通过短信、广播等多渠道把相关信息通知给居民及相关部门。还可以结合GIS 技术，为应急救援提供准确的灾害位置以及影响范围信息，指导疏散与救援工作，进而最大程度降低人员伤亡和财产损失。

结语

近景摄影测量技术能够在一定距离范围内对被测对象进行整体识别 ， 获取其密集点云数据 ， 生成被测对象的三维数字模型 ， 作业方法较为简单方便 ， 自动化程度较高 ， 在建筑立面测绘、变形监测等领域得到了较为广泛的应用。在高山大峡谷工程中应用近景摄影测量技术，通过地形三维建模应用、工程结构变形监测应用、施工进度可视化管控应用、高山大峡谷的灾害预警防控等具体应用方法，以便对高山大峡谷工程施工条件、工程变化情况进行全面了解，为工程施工方案有效设计和工程维护提供依据，保障高山大峡谷工程使用寿命和安全性。

参考文献

[1] 寿国生 . 数字近景摄影测量技术在边坡变形监测中的应用 [J]. 科学技术创新 ，2024，（22）：41- 44.

[2] 王秋其 . 基于近景摄影测量的土石坝变形监测方法研究 [D]. 重庆交通大学 ，2022.

作者简介：

第一作者：陈万军（1975.10）汉族，蓬安，中级工程师，研究方向：摄影与遥感

第二作者：黄长好（1974.2） 汉族，重庆武隆，工程师，研究方向：摄影测量与遥感