2017 年9月，住房和城乡建设部印发了《关于加强历史建筑保护与利用工作的通知》（以下简称《通知》），要求各地加强历史建筑的保护，严禁随意拆除和破坏已确定为历史建筑的老房子、近现代建筑和工业遗产，强调“不拆真遗存，不建假古董”。而在社会技术发展背景下，相关专家提出利用无人机倾斜摄影和三维激光扫描测量技术完成对濒危大型文物的测量和维护，通过先进测量技术的应用，完成对其濒危文化的高精度数据采集，确保其测量工作展开更有效果，也能够最大程度上提升文物保护修复效果。
1、传统测量方式保护历史建筑的缺点
利用传统测量方式保护历史建筑，有以下几个缺点：
（1）以往我们都是利用全站仪或RTK 来进行总平面图测量，然而在建筑密集区或者历史建筑墙角RTK 无法接收到CORS 信号。这时必须采用全站仪进行补充测量，同样在建筑密集区，需要经过不断的引点，转站来测量历史建筑周围的环境要素。在测量过程中，误差不断累积，精度得不到保证。
图1：现场工作照片
（2）历史建筑的平面图、剖面图。以往我们都是利用皮卷尺、钢卷尺、手持激光测距仪绘制草图来进行历史建筑的平面图、剖面图测绘。然而这项工作对作业人员的专业技术要求高，作业人员需要同时掌握建筑制图标准和测绘技能。历史建筑往往结构复杂，使得作业人员工作量巨大。
图2：现场工作照片
（3）历史建筑的立面图。以往通常使用全站仪、手持测距仪和皮卷尺进行立面测量，必要时还需要架设脚手架到屋顶进行测量工作，具有一定的安全隐患且对历史建筑有一定的破坏。对于结构复杂的门窗、栏杆等立面图需要呈现的要素，传统的测量方法无法快速且准确地获取到相应的尺寸信息。
综上所述，总结出传统测量的劣势：1）速度慢；2)工作量大；3)精度得不到保证。
2.新技术新方法
（1）利用三维激光扫描技术和数码相机获取历史建筑室内外点云数据和建筑照片，依据点云数据绘制历史建筑平面图、立面图、剖面图，依据点云数据和建筑照片制作三维模型。
图3 点云数据，图4 建筑立面图，图5 三维模型，图6 倾斜模型叠加历史建筑兴趣点
2）利用无人机倾斜摄影测量获取历史建筑周边构筑物及其周边环境要素。
图7 历史成果展示
3）利用全景摄影技术获取历史建筑室内外全景影像数据。
图8面全景摄影技术
3.无人机倾斜摄影测量技术要点控制
无人机倾斜摄影测量技术应用过程中，还需要完成对各项技术进行综合应用控制，实现对其测量工作展开的各项环节控制，实现良好的测量工作。
①测量技术应用中需要对航线进行实际的设计，针对文物保护地区和文物的整体形状，完成对无人机飞行线路的实际设计，确保其设计展开更加合理，也能够提升无人机的技术应用效果，最大程度上提升无人机测量技术的应用效果。
②测量技术应用中需要对像控点进行合理的布置，完成对相关测量数据的有效采集，并且通过实际的数据采集，确保文物的地理位置信息以及各项规格信息采集合理。
③测量技术应用中需要对信息采集进行合理的三维建模。在其实际的设计中，其主要包括原始航片处理、航片均光色设计、模型纹理映射、表面重建与网格化设计等多方面技术流程，通过实际的技术流程合理应用，确保三维建模技术应用更加合理。最终通过三维建模的实际应用分析，完成对文物测量。
通过实际的综合方案设计，确保其技术设计应用更加合理，提升其技术设计效果。以下图1为历史建筑测绘方案图。
图1 历史建筑测绘方案流程图
3.无人机倾斜摄影测量技术在文物保护中的具体应用
3.1案例分析
本次测量项目为上海静安区文何工程设计，对于项目施工技术应用有非常重要的作用，并且在实际的无人机倾斜摄影测量技术应用中，相关测量人员完成对大佛文物的测量方案设计，做好了各项技术准备工作，确保其文物测量更加有效。以下是对本工程无人机倾斜摄影测量技术应用要点进行总结。
3.2无人机倾斜摄影测量技术准备工作分析
①本次文物测量中，为了确保测量精度设计，完成了对测量技术的应用统计，确保其测量展开更加有效。其中包括《航空摄影技术设计规范》（GB/T 19294—2003）、《全球定位系统实时动态（RTK）测量技术规范》（CH/T2009-2010）以及《低空数字航空摄影规范》（CH/Z 3005-2010 ）等相关技术规范，通过技术规范的设计准备，确保其技术准备更加合理[1]。
②本次文物测量中包括对测量人员进行合理地安排，完成对无人机倾斜测量相关测量和管理人员的具体工作安排，确保测量管理工作实施更加有效。以下表1为无人机倾斜摄影测量技术的人员安排表。
表1 无人机倾斜摄影测量技术人员组织计划表
③本次无人机测量工作展开中包括对其无人机等装置设备的合理准备。以下表2为无人机倾斜摄影设备清单。
3.3无人机倾斜摄影测量技术的具体应用
①本次无人机测量中完成对其测量的航线设计，在其具体的测量技术应用中，应用无人机完成了航线的综合设计。以下图2为本次测量的无人机航线设计图。
③航线敷设应满足下列要求：
分布零散的建筑区域，应按建筑分布、朝向以及地形敷设。
建筑密集区域敷设交叉航线。
航摄时间应满足以下要求：
航摄时间宜控制在上午10:00至下午15;00之间；
高层建筑物密集区域应在当地正午前后各1h内摄影；
基础控制点布设与测量应按现行国家规范《1：5001：10001：2000 地形图航空摄影测量外业规范》GB7931的要求执行。像控点布设和测量应按照现行行业规范《低空数字航空摄影测量外业规范》CH/Z 3004的要求执行。
垂直影像航向重叠度范围宜满足70～80%，但不应低于60%；旁向重叠度范围应满足50～80%。垂直影像倾角一般不大于5°，最大不超过12°。垂直影像旋偏角宜小于25°，在确保影像航向和旁向重叠度满足要求的前提下不应大于35°。
航向覆盖应超出分区边界线两个航线间距，旁向覆盖应超出分区边界线两个航线数。同一航线上相邻像片的航高差不应大于10m,最大航高与最小航高之差不应大于20m，实际航高与设计航高之差不应大于20
4.三维激光外业扫描计划及流程
a．在仪器使用过程中，需要对仪器进行有效地使用检查，确保仪器满足一定的使用要求后才可以完成对仪器的使用，确保仪器使用效果更加合理，提升仪器的使用效率。
b.根据应用需求设置扫描测量参数，主要是采样间隔和采样次数，还可以设置实时点云颜色、聚焦、网格质量和扫描距离等参数。
c.设置完毕后，开始扫描，该测站测量任务完成后，保存测量数据。然后迁到下一个测站进行扫描。充分考虑通视和覆盖，设定不同的测站实施三维激光点云获取。选择测站时，测站与测站距离根据建筑物拐角等情况确定，以保证扫描数据没有遗漏。
d.在实际的相关采集技术应用过程中，需要针对性的数据采集统计和管控，确保数据采集控制更加合理，也能够最大程度上提升数据处理效果。并且在实际的测量仪器使用过程中，可以做好对数据的综合采集应用同时也能够实现对数据的精度控制。
e．单栋建筑测量内容主要包括待测建筑四个立面、建筑内部各层平面以及建筑内各房间结构等。
f.完成测量工作过程中，还应该注重对建筑物的使用信息进行综合运行管控，并且其数据的使用中更需要对数据进行检查，对使用图形进行控制，确保测量工作展开更加合理。
2.5数据处理
a.去掉噪音点，常用的检查方法是将点云显示在图形终端上，或者生成曲线曲面，采用半交互半自动的光顺方法对点云数据进行检查调整。
b.数据插补，对于一些三维扫描仪扫描不到的区域，其数据只能通过数据插补的方法来补齐，这里要考虑两种曲面造型技术，基于点—--样条的曲面反求造型和基于点的曲面拟合技术。
c.数据平滑，数据平滑的目的是为了消除噪音点，得到精确的模型和良好的特征提取效果，采用平滑法处理方法，应力求保持待求参数所能提供的信息不变。
d.数据光顺，光顺泛指光滑、顺眼，但由于精度的要求，不允许对测量的数据点施加过大的修改量来满足光顺的要求，另一方面由于实物边界曲面的多样性，边界上的某些特征点（边界折拐点）必须予以保留，而不能被视为“坏点”。
e．三维激光数据处理主要包括外业数据三维点云模型的拼接以及建筑平立剖图纸的绘制，单栋建筑三维点云模型的拼接处理。
4、软件使用
2.3.1Scene使用
SCENE软件专门设计用于所有的Focus、Freestyle和第三方激光扫描仪而设计。通过使用实时现场配准、自动对象识别、扫描图像配准和定位功能，轻松而高效地处理和管理扫描后的数据。通过整合利用无靶标和基于靶标的自动扫描定位功能生成的图像，快速而简单地生成全色彩的高质量数据。
一旦SCENE准备好扫描数据，用户就可以通过执行简单的测量、创建出色的三维可视化效果、或者导出到各种点云和CAD格式，立即开始评估和处理。此外，SCENE还具有令人印象深刻的虚拟现实视图，使用户能够在VR环境中体验和评估捕获的数据。
4.结语
本文笔者针对无人机倾斜摄影测量技术在文物保护中的应用进行了分析，从文物保护测量技术的准备工作以及技术具体实施等多个方面阐述了无人机倾斜摄影测量技术的应用要点。希望能够对无人机倾斜摄影测量技术应用有所帮助。
参考文献
[1]苟彦梅, 吴凯诺. 无人机倾斜摄影测量技术在文物保护修复工程的应用[J]. 科技视界, 2020(28):29-30.
[2]吴维国, 宋庆志, 束庆波,等. 无人机倾斜摄影测量技术在复杂电力工程勘测中的应用[J]. 通讯世界, 2020, v.27;No.356(01):235-236.
[3]林翠萍. 无人机倾斜摄影测量技术在工程测量中的应用[J]. 智能城市, 2020, v.6(11):54-55.
[4]媛美蒋. 无人机倾斜摄影测量技术在三维电力工程中的应用[J]. 工程技术研究, 2020, 2(5):107-110.