略说新型摄影技术的运用
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1活动控制系统简介
事先测定这些控制点的坐标，将此种控制架连同被摄物体一起拍摄时，即可将被摄物体纳入到活动控制架所规定的坐标系内，测定相应目标点的坐标，求算所需要的数据、图形。实际应用中，有时还需将控制架坐标系转换到实际工程坐标系，获取目标物在工程坐标系下的有关数据、图形。活动控制系统需要带到野外施工现场，经常会被移动、搬迁或拆装，因此活动控制系统的制作应遵循结构稳定、携带轻便、快速拆装和控制点标志清晰等原则。
2活动控制系统的设计、制作与检验
2.1活动控制架的设计与制作
选材理由:铝合金水准尺手感舒适，结构合理，携带轻便(密度为铁或铜的1/3);铝合金抗震性能好，长途运输不易变形;铝合金水准尺本身具有量测功能，其上的刻度可以直接作为活动控制架控制点标志;水准尺分划呈黑白色印制而成，成像清晰，便于后续的图像处理，而且同根尺上的控制点间距离已知，可直接用于检核量测距离的精度;⑤铝合金材质具有较高的耐蚀性。保证有效的控制面积，选择矩形作为活动控制架的基本形状。水准尺是中空结构，为保证整个控制架结构稳定，在尺子两端用规格为16cm×8cm×4cm的聚丙烯塑料(这种材料质轻、硬度大、不易变形)连接，将塑料连接块伸入到尺子一端，在尺子外侧用钢制的垫片配合螺丝固定，再用钢质柱形螺栓将尺子两两连接，用锥销(图2)强制固定，以保证整个控制架的结构稳定，整个活动控制架范围为3.2m×3.2m，重仅11kg。快速拼装设计是活动控制系统设计的重要内容。整个系统可以灵活拆装，运输时，可以把活动控制架对角的螺栓和四个角的锥销拆卸下来，这样四根尺子就成了两组尺子，转动尺子，使各组的两根尺子重叠(图4)，这样携带更加方便，一个人就能轻松搬动。在测量时，将活动控制架处于自然状态下轻靠在被测物体上，除自身重力外不施加任何外力和压力。取水准尺黑面每个“E”形刻度的拐角作为控制点标志(图5)。每根水准尺上有30个这样的刻度标志，这样整个控制架共选取了120个控制点。
2.2活动控制架稳定性检验
由于两次拆装活动控制架的位置和姿态发生改变，无法直接比较点位坐标，因此，把两次测得的测站坐标系下的坐标都转换到活动控制架坐标系下。活动控制架坐标系定义为:以1尺的0000点为坐标原点，1尺0000点与2000点连线方向为X轴方向，3尺的0000点与X轴构成XOY平面，垂直于此XOY平面的法向量为Z轴方向。采用轴对准法［进行测站坐标系与活动控制架坐标系的转换。设免棱镜全站仪极坐标法测得的1尺0000点、2000点和3尺的0000点的测站坐标系下坐标分别为(Xi，Yi，Zi)(=1，2，3)，则它们对应的转换后的活动控制架坐标系下的坐标分别为零，尺度保持不变，即λ=1。测站坐标系需经过平移(X0，Y0，Z0)、旋转εz、εy、εx得到活动控制架坐标系，显然，X0=X1，Y0=Y1，Z0=Z1。旋转角度可由公式求出:将计算出的转换参数代入三维坐标相似变换公式，即可得到活动控制架坐标系下的控制点坐标。为区分不同尺上相同读数的控制点，在每个目标点号基础上加上n×10000(n=1，2，3，4)，这样控制点点号均由5位数构成。如21500控制点，代表2号尺上读数为1500的“E”的角点。采用免棱镜全站仪极坐标法分别测量两次拆装后的控制点，再按上述坐标转换方法得到的活动控制架下控制点坐标根据m=［dd］/2槡n算出室内两次拆装活动控制架上控制点测量的平面中误差为±1.5mm，高程中误差为±1.4mm，点位中误差为±2mm。2.2.2室外检验为进一步检验活动控制架的稳定性，按照室内测量操作步骤，选取长春市郊的某废弃采石场在室外进行了一次稳定性检验实验。在野外选择一个土质坚硬、视野开阔的地方架设仪器，以某一固定方向由罗盘测得的真方位角定向(经过磁偏角校正)，这样建立的以过测站点的真北方向为X方向，天顶方向为Z方向的左手坐标系作为野外工程坐标系。由此测得活动控制架上任意三点的坐标。用这三点的野外实测坐标和活动控制架自身坐标系下的坐标求取两坐标系下的转换参数，进而通过三维坐标变换求得野外工程坐标系下活动控制架上所有控制点的坐标。求得的控制点工程坐标系坐标与野外实测的控制点工程坐标系坐标对比研究结果表明，野外环境下活动控制架的变形很小，根据公式m=［vv］槡/n计算野外环境下点位中误差为±3.5mm，近景摄影测量规范中规定，中精度被测目标的点位中误差应在5mm以内。因此，该活动控制系统可作为近景摄影测量获取低矮边坡岩体结构面信息的有效控制。
3结论
经试验表明，所制作的活动控制架在室内点位中误差为±2mm;野外环境下，活动控制点位中误差为±3.5mm。所制作的活动控制架结构稳定，携带轻便，控制面积大，控制点数量多，控制点标志成像清晰，能够满足近景摄影测量的精度要求，可用于低矮边坡岩体结构面测量。
作者：马丽霞王凤艳张元元单位：吉林建筑大学
