引言
碉楼位于四川省，国道317一侧，距离县城16公里。碉楼位于其东侧梭磨河与其支流交汇处的山脚处。海拔高程2517-2618m。碉楼位于区域地震较为频繁，自1958年以来，在其区域内就发生过震级为4.0以上的地震6次，此对碉楼的波及和影响尤其显著，加上年代久远，残损较严重。
1 无人机倾斜摄影测量
1.1 外业数据采集流程
根据实地踏勘，查看对无人机飞行造成影响的高大建筑物、通信线、高压线等的地物高度，进而设计无人机飞行高度。
由于碉楼周围房屋密集，多为古建筑风格，房檐过大，遮挡主体较严重；周围树木茂盛，遮挡碉楼底层严重。除规定航线的倾斜摄影测量，采用环绕飞行的方式，根据指定的摄影分辨率，以碉楼中心为圆心8米半径环绕飞行，由碉楼顶部至底部每1.5米环绕一周，进行人工飞行拍摄，将碉楼主体进行补拍，为后续修模作准备，采集图像共800余张。
通过多组不同高度的环绕影像组合，实现碉楼表面纹理采集，适用于独立建筑精细建模。对部分细节进行地面补拍，补充建筑物狭窄遮挡及底部区域影像纹理，满足模型精细度要求。由于不同建筑结构存在差异，补拍数据需要满足一定要求才能够作为融合数据进行后期的融合处理。
1.2 影像数据处理
采用Context Capture软件对航拍数据进行处理。Context Capture实景三维建模软件以提高数据处理效率和数据处理质量为目的，提供了数据预处理、模型编辑、应用的完整软件解决方案，可根据多种传感器针对静态对象获取的影像进行全自动三维建模。该软件以静态物体为对象，通过传感器获取影像，经过严密的空中三角测量计算得到密集点云数据，最后输出带有真实纹理的高分辨率三维网格模型。
1.2.1 数据分析、预处理
对提交的航摄成果进行二次检查分析，确保数据完整、原数据信息完备。检查后应保证POS记录信息与影像成果对应一致，无缺漏和不匹配现象，图像质量和文件格式正确无误，相机参数信息齐全。
1.2.2 空三平差处理
基于Context Capture软件，对获取的特征点采用多视角匹配同名点，并反向解算出每张图片的空间位置和图片的姿态角度，从而确定图片间的关系。Context Capture对于空地融合的数据处理操作非常简单，按照正常数据处理流程，将各架次数据照片及POS数据整理完成，然后在Context Capture主控端新建工程，将原始照片及对应POS数据分别导入，整体提交空三即可。空地融合的数据处理对航飞要求更高，补飞数据的质量与最终模型效果息息相关，要做到高精度、大重叠、多角度，才能得到效果理想的最终成果。
1.3 建立三维模型
空三精度合格后，重新提交任务建立三维实景模型。根据电脑配置选取瓦块大小，填写合适的数值使得运行效率达到最佳；选取需要成图的瓦块或导入范围，以去除多余的成图面积，减少不必要的工作。
图1 成果展示
2 站式扫描仪三维建模
地面三维激光扫描可以快速地获取古建筑的三维坐标信息，但是由于扫描视角的限制，其对于古建筑的屋顶、飞檐、翘角等结构则无法很好地获取。倾斜摄影测量可以获取古建筑的表面信息生成实景三维模型，但是对于古建筑的内部结构则无法获取。针对两种技术手段的优缺点，将两种技术结合起来，可以弥补不足，发挥优势，全方位无死角地获取古建筑的现状信息，进行建筑物倾斜度分析。
2.1 外业数据采集流程
在进行扫描工作中，需要根据扫描对象的特点设置分辨率。分辨率设置为1/4。扫描时间宜选择车流量、人流量较少时段，扫描过程中外业采集人员应避免出现在扫描范围内。时刻注意保护靶球及仪器的安全问题，避免无关人员的触碰和破坏影响扫描进度。
2.2 点云生成
利用SCENE软件对外业采集数据进行处理，生成点云；依靠外业获取的彩色图像对点云进行着色，使点云变成彩色；通过深色扫描点过滤器、距离过滤器、离散点过滤器对点云进行初筛，去除多余点云；识别测站间的公共参数对象（点、面、靶球、标靶纸）并标记，为下一步的模型拼接提供支持。
2.3 点云拼接
利用SCENE软件对生成的点云进行拼接，拼接方式根据采集数据的完整性进行选择，首先进行自动拼接（自动注册），软件会自动匹配每一站之间相似的特征（点、面、靶球、标靶纸）进行拼接，生成俯视图和拼接模型。
2.4 三维点云模型
对已拼接完成的点云模型进行处理，对多余点云进行人工删除，得到办公楼主体的最终点云模型。
3 碉楼主体结构倾斜度分析
以无人机为基础承载，借助地面勘测技术对文物实施全面监控，并辅以计算机技术的配合，能够准确地了解文物建筑的整体情况，对文物建筑实施保护。
三维模型能全天候不受外界条件影响，只需要在终端平台Context Capture 上进行三维建模，从各个角度生成正射影像图和任意界面，进行倾斜度分析，大大提高工作效率及计算精度。传统的倾斜度测量只能依靠全站仪单点测量，单一的获取建筑物特征点的坐标并计算，并不能够整体的分析目标建筑倾斜度。
3.1 主体结构横断面截取
利用Hidata软件进行模型处理，截取碉楼主体结构横断面进行分析。根据模型截取0m（底部）、5m、10m、15m、20m、25m、30m、35m、37m（顶部）截面作为参考，分析碉楼主体结构倾斜度。
3.2 主体结构纵断面截取
截取碉楼主体结构倾斜最大方向纵断面进行分析，在主体结构37m位置处，形心偏移量为1805mm。
4 结论
站式三维激光扫描和倾斜摄影测量的结合能够很好的获取古建筑文物内外三维模型，利用Hidata软件进行模型处理，5m间隔截取碉楼主体结构各横断面进行分析，分析碉楼主体结构倾斜度，截取碉楼主体结构倾斜最大方向纵断面进行分析，在主体结构37m位置处，形心偏移量为1805mm，偏移角度几乎不变。碉楼变形较为严重，应采取相应措施保护结构安全。
参考文献
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