首先，收集古建筑的歷史資料、測繪基礎(chǔ)資料；其次，利用無人機對石塔周邊30米范圍內(nèi)的地形地貌進行傾斜攝影測量，對石塔進行環(huán)繞式的貼近攝影測量；然后，運用三維重建軟件進行精細化建模；最后，利用繪圖軟件生產(chǎn)數(shù)字化地形圖、立面圖、大樣圖等測繪產(chǎn)品。技術(shù)路線如圖1所示。

                                                 圖1  技術(shù)路線圖

3.1傾斜攝影測量是飛行平臺搭載相機從多個不同的視角同步采集地表影像，獲取豐富的地表信息用于測繪地理信息產(chǎn)品生產(chǎn)[4]。石塔測區(qū)的地形地貌拍攝，利用“大疆精靈Phantom 4 RTK”進行“五向飛行”航線航拍，航高：70米，GSD：1.92厘米/像素。

3.2 貼近攝影測量，通過多角度對地物貼近物體表面攝影獲取超高分辨率影像，提取精細化地理信息，能夠?qū)崿F(xiàn)厘米甚至毫米級的地物分辨率要求，詳細地還原地表和物體結(jié)構(gòu)的特點。對石塔進行近距離手動控制無人機拍攝，觀察石塔，如圖2，每層都有欄桿、外觀結(jié)構(gòu)基本一致。筆者把石塔分成8段，每層為1段，每段4圈環(huán)繞飛行拍攝，如圖3。

                            圖2　“石塔”每層欄桿

                               圖3　飛機航高、位置、鏡頭朝向

三維模型重建就是從拍攝數(shù)據(jù)提取信息，用軟件重建出物體的三維逼真的三維模型。在這里筆者用“大疆智圖”軟件，對傾斜、貼進攝影相片結(jié)合CORS解算的高精度POS數(shù)據(jù)實施免像控方法空三建模及解算，通過高效的影像匹配算法，自動匹配出影像的海量同名點，并從影像中抽取足夠的特征點構(gòu)成與影像分辨率相匹配的密集點云[5]，自動生產(chǎn)三維模型，如圖4。

圖4　三維模型（文件格式OSGB）

5.1　繪制地形圖

用“南方Cass10.1 For AutoCAD2016”軟件，“三維測圖”功能，根據(jù)三維模型及地圖圖式[6] [7]，描繪地形、地貌等內(nèi)容，即看即繪制數(shù)字化地形圖（格式：*.dwg），如圖5。

               圖5　數(shù)字化地形圖（格式：*.dwg）

5.2　繪制立面圖

在“南方Cass10.1 For AutoCAD2016”軟件，“立面采集”有正射投影功能，生成正投影立面圖圖片，如圖6左圖（模型投影的東立面圖片）。根據(jù)投影立面圖片，描繪立面圖，如圖6右側(cè)（東立面圖）。

      圖6　模型投影的東立面圖片、東立面圖

5.3　繪制大樣圖

用大勢智慧模型瀏覽軟件“DasViewer”，可以查看“石塔”的外觀細節(jié)，是否有裂縫、脫落跡象，也可以直接在模型上量距[8]，如圖7。對“石塔”佛像、浮雕進行放大截圖，描繪大樣圖，如圖8。

                                        圖7　模型上量距

                                    圖8　“浮雕”大樣圖

筆者在模型上丈量8個尺寸，與在現(xiàn)場用手持測距儀、全站儀相應(yīng)位置測量距離，進行對比，如表1，差值在1~2厘米，完全滿足歷史建筑測繪的精度要求。

歷史建筑測繪，特別在屋頂構(gòu)造、檐口、高層超高層建筑外墻，采用傳統(tǒng)測量方法，是難于接觸到，甚至不能達到的地方，危險性較高，并且費時，而無人機運用于測繪，能夠完美解決這些難、隱蔽的地方。采用貼近攝影測量，制作的三維模型，精度可靠，表面紋理清晰，觀賞性強，為歷史建筑數(shù)字化建檔提供了可視可量的數(shù)據(jù)，還可以依據(jù)三維實景模型輔助古建筑的保護性修繕、更新城市實景三維。