无人机倾斜摄影技术在古建筑测绘中的应用

无人机倾斜摄影技术在古建筑测绘中的应用

陆耀津

广东新达测绘科技有限公司 528100

摘要：无人机倾斜摄影技术在古建筑测绘中展现出显著应用价值，该技术高效采集数据，构建高精度三维模型，精确测量形态并解析建筑结构，为古建筑保护规划和修复工作提供有力支持。关键技术环节包括精心规划飞行、采集高清影像、处理细致数据和优化三维模型细节，确保了测绘工作的准确性和效率。

关键词：无人机倾斜摄影技术；古建筑测绘；应用价值

随着科技的不断发展，无人机技术已经广泛应用于各个领域，其中无人机倾斜摄影技术在古建筑测绘中发挥着越来越重要的作用。古建筑作为历史文化遗产的重要组成部分，其测绘工作对于保护、修复和传承具有重要意义。无人机倾斜摄影技术以其高效、精确、便捷的特点，为古建筑测绘提供了新的解决方案。

一、无人机倾斜摄影技术在古建筑测绘中的应用价值

（一）高效采集数据，构建三维模型

无人机倾斜摄影技术在古建筑测绘中展现出其无可比拟的优势，尤其在数据采集和三维模型构建方面。该技术通过搭载多镜头相机，能够同时从多个不同角度和高度捕获建筑物的影像数据。与传统的地面测绘相比，这种方法不仅大大提高了数据采集的效率，还确保了数据的全面性和准确性。在实际应用中，无人机倾斜摄影技术通常遵循以下步骤进行古建筑的三维模型构建。无人机根据预先设定的航线进行飞行，通过多镜头相机捕捉建筑物的各个角度影像。这些影像数据被实时传输到地面站，经过初步处理后，便可以进行三维模型的构建。以一座历史悠久的古塔为例，无人机倾斜摄影技术可以迅速捕捉到塔身、塔顶、檐口等各个部位的细节，通过多角度的影像数据，可以构建出古塔的三维模型，精确地还原其真实形态[2]。在模型构建过程中，无人机倾斜摄影技术还注重细节的处理和优化。通过对影像数据的精细处理，可以消除噪点、增强对比度、提高分辨率等，从而使构建出的三维模型更加真实、清晰。

（二）精确测量形态，解析建筑结构

无人机倾斜摄影技术不仅为古建筑测绘带来了高效的数据采集与三维模型构建，更在精确测量形态和解析建筑结构方面展现出卓越的能力。通过构建的三维模型，可以准确地测量古建筑的各项形态参数，如高度、长度、宽度等，甚至能够深入到细部特征，如檐口、斗拱、窗棂等的精确尺寸和比例。这种精确测量的能力，使得古建筑测绘工作得以深入和细致化。以一座典型的古代祠堂为例，无人机倾斜摄影技术可以全面捕捉祠堂的各个角落和细节。通过三维模型，可以精确测量祠堂的总高度、各细节要素高度、屋檐宽度、门窗尺寸等关键数据。该技术还能深入解析祠堂的建筑结构，如梁架、柱网、屋顶形式等，为古建筑的修复和保护提供详实的数据支持。在解析建筑结构方面，无人机倾斜摄影技术同样展现出其独特的优势。以祠堂的屋顶为例，该技术可以精确测量屋顶的坡度、脊线长度、瓦片排列等细节，进而分析屋顶的构造方式和稳定性。这些信息对于古建筑的保护和修复至关重要，能够指导修复师采取正确的修复方法和措施。

（三）辅助保护规划，指导修复工作

无人机倾斜摄影技术在古建筑保护规划和修复工作中扮演着核心角色，该技术通过构建的三维模型，为古建筑现状的直观分析提供了强有力的支持，从而能更加精确地制定保护方案和修复措施。在实际应用中，无人机倾斜摄影技术能够全面捕捉古建筑的各个细节，并通过三维模型进行精确展示。这种直观的可视化展示使得古建筑的病害、结构问题以及潜在风险一目了然。例如，在评估一座古建筑的稳定性时，该技术能够清晰地揭示墙体裂缝、屋顶破损等具体病害，并精确测量其位置和程度，这为后续的保护规划和修复工作提供了宝贵的参考依据。在修复工作中，无人机倾斜摄影技术同样发挥着至关重要的作用。修复师可以基于三维模型进行虚拟修复，模拟不同的修复方案，并评估其效果。无人机倾斜摄影技术还能够为古建筑的保护规划提供有力支持，通过三维模型的可视化展示，可以清晰地了解古建筑与周围环境的关系，以及古建筑内部的布局和构造[1]。这使得保护规划更加科学、合理，能够更好地平衡古建筑保护与历史文化传承之间的关系。

二、无人机倾斜摄影技术应用的关键技术环节

（一）精心规划飞行，设计合理航线

在无人机倾斜摄影技术的应用中，飞行规划和航线设计是至关重要的第一步。这个过程需要综合考虑古建筑的特点、周围环境以及数据采集的需求，以确保最终获取的影像数据全面且清晰。要对古建筑进行详细的勘察和测量，了解其整体结构、高度、分布以及周边环境。例如，如果古建筑周围存在高大的树木或建筑物，需要考虑到这些障碍物对无人机飞行的影响，并相应地调整飞行高度和路线。根据古建筑的形状和大小，设计合理的飞行航线。航线的设计要考虑到无人机相机镜头的覆盖范围，确保能够全面捕捉到古建筑的各个角落和细节。以一座位于城市中心的古建筑为例，其周围环绕着现代化的高楼大厦和繁忙的交通道路。在进行无人机倾斜摄影时，需要首先确定古建筑的具体位置和高度，然后设计一条能够避开周围高大建筑物和树木的航线。航线的起点和终点需要选择在便于无人机起飞和降落的位置，还需要考虑到无人机在飞行过程中可能遇到的风向和风速等气象条件[3]。在确定了航线后，还需要设置适当的拍摄参数，如曝光时间、ISO值等，以确保最终获取的影像数据清晰且质量上乘。

（二）采集高清影像，处理细致数据

在无人机倾斜摄影技术的应用中，高清影像的采集与细致数据的处理是核心环节。这一环节的关键在于采用高质量的相机和镜头来捕捉古建筑的每一个细节，随后通过专业的数据处理软件对采集到的影像进行一系列精细处理。高清影像的采集是确保数据质量的基础，通过配备高分辨率、高灵敏度的相机和镜头，无人机能够从多个角度捕捉到古建筑的清晰影像。细致数据的处理是确保三维模型准确性的关键，在影像采集完成后，需要通过专业的数据处理软件对影像进行去噪、增强和拼接等处理。去噪处理可以消除影像中的噪点干扰，提高影像的清晰度；增强处理可以突出古建筑的特征和细节，使影像更加生动；而拼接处理则可以将多个角度的影像拼接成一个完整的三维模型，确保模型的完整性和准确性。以一座历史悠久的祠堂为例，无人机倾斜摄影技术通过高清影像的采集和细致数据的处理，成功生成了祠堂的三维模型。这为古建筑的保护和研究提供了极大的便利，使得研究人员能够更加深入地了解古建筑的历史和文化价值。

（三）重构三维模型，优化细节呈现

无人机倾斜摄影技术的关键应用之一是构建古建筑的高精度三维模型，这一过程中，不仅需将高清影像与细致数据结合，更要在模型构建中着重优化和呈现细节，确保模型的真实性与准确性。模型重构起始于对高清影像的深入分析，专业的三维建模软件能够精确识别影像中的关键特征，如建筑的轮廓、细节结构等，并据此构建出初步的三维框架。软件会运用纹理映射技术，将影像中的纹理信息精确映射到模型表面，使模型呈现出与真实建筑一致的纹理和质感。在细节优化上，软件通过自动与手动相结合的调整方法，确保模型每个部分都精确无误。例如，对于模型的边缘，软件会进行平滑处理，消除锯齿状边缘，使其更加自然流畅。对于建筑的细部结构和纹理，软件会进行增强处理，突出其独特性和历史感。光照模拟和材质渲染等高级技术也会被应用，使模型在虚拟环境中呈现出更加逼真的效果。以一座历史悠久的祠堂为例，无人机倾斜摄影技术能够捕捉到其各个角度的高清影像。在三维模型重构过程中，软件会精准识别出祠堂的每一进、每一块砖石的形状和位置，并构建出精确的三维结构。

三、结语

无人机倾斜摄影技术在古建筑测绘中具有广阔的应用前景和重要的实践价值，通过该技术的高效数据采集、精确测量和三维模型构建等功能，可以为古建筑的保护、修复和传承提供有力支持。未来，随着技术的不断发展和完善，无人机倾斜摄影技术将在古建筑测绘领域发挥更加重要的作用。

参考文献

[1]孟凡超,周洪超.无人机倾斜摄影测量在古建筑测绘保护中的应用[J].智能城市,2022,8(9):22-24.

[2]卢锦煌.三维激光扫描与倾斜摄影技术在古建筑三维仿真测绘中的应用[J].汽车博览,2022(29):255-257.

[3]崔诏,莫玉兵,杨枫.无人机倾斜摄影测量技术在古建筑保护中的应用[J].测绘与空间地理信息,2023,46(S01):292-294.