摘要 摘 要 文章通过对工业摄影测量系统的基准尺作用原理 ，基准尺的现场实际应用中易发工程问题的针对性应对方法进行分析论述 ，总结提出了工业摄影测量系统采取不同拍摄方案时基准
摘 要 文章通过对工业摄影测量系统的基准尺作用原理 ，基准尺的现场实际应用中易发工程问题的针对性应对方法进行分析论述 ，总结提出了工业摄影测量系统采取不同拍摄方案时基准尺的互校方法。
关键词 基准尺 ;互校 ;最佳拍摄角度 ;工业摄影 ;测量系统
1 工业摄影测量系统基准尺工作原理
对于工业摄影测量系统而言 ，其所提取的测量数据模型自身并不具备尺寸信息 ，即仅仅是一组包含各数据点之间位置信息的等比例缩放体。而摄影测量系统的基准尺其实质意义为所拍摄测量数据模型的基准尺 ，故就其本质意义出发 ，用于制作摄影测量基准尺的材料必须足够稳定 ，其理想状态应当不受外界环境因素(主要为温度因素)的原因改变自身物理长度信息 ，例如温度因素 ，当处在不同环境温度下时该基准尺的物理长度都不应发生改变 ，但这种理论材料目前并不存在 ，只能选择相对比较稳定的材料作为制作基准尺的选材 ，如铟钢 ，碳纤维材料等。
除此之外 ，实地测量时往往被测产品的材质都与基准尺自身的材质不同 ，是否需要使用与被测产品材质相同的基准尺进行测量?基于其基准尺的作用原理可见 ，这种想法是没有根据的。基准尺 ，无论测何种材质的产品 ，在何种环境下 ，都应该是一个绝对稳定的尺度信息。例如 ，基准尺的真值长度为 1m，就存在一个前提 ，基准尺的 1m 长度必须足够准，然后再用这个 1m的基准尺测量所需要的数据，如果基准尺自身都不足够稳定、准确 ，测得的数据自然也无法满足测量要求。
综上所述 ，摄影测量基准尺在实际测量案例中 ，基准尺因其自身材料原因以及设计初衷 ，不必过于纠结基准尺自身的热膨胀误差 ，亦不用考虑基准尺材质与被测产品材质不同 ，热膨胀系数不同从而导致的数据失真情况。但除此之外应多做一步以保证测量的严谨性 ，数据的准确性 ，即测量时应对被测产品当前被测状态下的温度进行记录。亦可以理解为 ，若被测产品的温度为 30℃，那么摄影测量就只负责将该被测产品 30℃下(即被测产品 30℃热膨胀后)的状态测得足够准。得此数据后可以通过后期数据分析时加入材料热膨胀系数进行换算得出 20℃(或其他温度)下的测量值。
2 工业摄影测量系统基准尺互校方法
通过在现场的多次使用后发现 ，实际测量当中 ，多根基准尺之间的互校数值难以满足相关精度标准 ，需要进行多次的补拍 ，甚至是彻底返工从新拍摄测量数据。如此循环往复 ，费时费力影响测量效率。对此 ，经过实际测量实验 ，以摄影测量原理为出发点摸索总结出一套较为可行的基准尺互校方案供大家参考。下面 ，以典型被测产品为例进行分析。
案例 1 ：若被测产品的尺寸较小(如长宽均在 2m~3m 以内的被测产品 ，且形状简单 ，注 ：此按长度分类的标准为大致分类 ，更为科学的分类方法应该是摄影测量在拍摄被测产品时能够每一张照片都包含被测产品的全貌)。以 2m 左右的模具检测为例。如图 1。针对该测量案例 ，制定的拍摄方案为常规拍摄方案 ，即被测产品的尺寸较小 ，形状简易 ，无需进行拼接拍摄操作 ，整体拍摄时长较短 ，可采取如下基准尺拍摄方案。合理布置编码点 ，以保证能够完成所有被测点的提取以及包容基准尺位置为准。并且安装并固定好基准尺 ，即在拍摄被测点时将基准尺一并完成拍摄。常规拍摄方案时因被测产品的尺寸较小 ，形状简易 ，无需进行拼接拍摄操作 ，且整体拍摄时长较短 ，基准尺受这些因素的影响较小 ，故完成基准尺拍摄也较为简单。
案例 2 ：若被测产品的尺寸较大或呈窄长条形(如长宽均大于 3m 以上的被测产品 ，注 ：此按长度分类的标准为大致分类 ，更为科学的分类方法应当是摄影测量在拍摄被测产品时不能够保证每一张照片都包含被测产品的全貌 ，必须通过拼接拍摄)。以 8m 左右的模具检测为例。如图 2。针对该测量案例 ，制定的拍摄方案为拼接法拍摄方案 ，即被测产品尺寸较大或为长条形 ，或形状较为复杂 ，整体拍摄时间较长 ，应采取如下基准尺拍摄方案。合理的布置编码点 ，以保证能够完成所有被测点的提取以及包容基准尺位置为准 ，但暂不进行基准尺的安装固定。即在不安装基准尺的前提下对所有被测点即控制场进行拼接拍摄。在这些工作完成后再将基准尺进行安装固定 ，再对基准尺进行针对性拍摄。可参考图 3。
3 两种互校方法原理分析
由以上可知 ，案例 1 与案例 2 关键区别为 ：首先 ，是否需要进行拼接拍摄(被测产品尺寸大小、形状难易等)。其次 ，拍摄时间的长短。之所以要做如此应对的原因在于 ，摄影测量的其中一项原理为在相机拍摄时 ，应尽量保证相机拍摄光线与被测点之间所成的夹角应在工业摄影测量系统的理论最佳角度之间。
案例 1，常规拍摄方案时 ，因被测产品较小 ，单幅照片即可拍摄到所有的被测点 ，只需多加注意拍摄角度即可 ，基准尺的理论最佳拍摄角度也容易保证 ，故基准尺可以与被测产品同时拍摄。
案例 2，采用拼接法拍摄方案拍摄时情况就会变得复杂很多。在对被测产品进行分区域拍摄时 ，各单独区域的被测点理论最佳拍摄角度容易保证 ，但是在拍摄这些单独区域时难免会有来自基准尺的数据被记录 ，而这种情况此阶段并不希望看到。原因在于基准尺布置时会与不同的分块区域存在不同的距离 ，那么在单独拍摄这些分块区域时 ，区域内的被测点保证了理论最佳拍摄角度 ，离此区域越远的拍摄到的基准尺离理论最佳拍摄角度就会越差 ，对于基准尺而言就会成为一组较差的数据记录。而在基于此种情况完成所有分块区域的拍摄后 ，记录到的较差基准尺数据记录量值就会难以控制 ，从而影响最终的基准尺评差。
4 结论
综上所述 ，针对较小尺寸的被测产品以及尺寸较大或呈窄长条形的被测产品 ，两种基准尺校准方案均具有一定的实用价值。当无需进行拼接拍摄的被测产品 ，其基准尺互校方案可采用基准尺与被测产品同时拍摄的互校方法。当运用拼接法拍摄方案时 ，采用先对被测物进行拼接拍摄 ，之后再将基准尺进行安装固定 ，对基准尺进行针对性拍摄 ，来完成基准尺互校。采用该基准尺互校方法 ，可以有效提高基准尺互校达标率 ，节约测量时间 ，即使基准尺互校数值出现问题 ，也可以对后边拍摄的基准尺照片进行针对性筛选、甄别、处理 ，制定应对方案 ，使得整个基准尺互校环节不可控因素大大降低 ，可控性更强。
参考文献
[1]冯其强，李广云，李宗春，等.数字工业摄影测量技术及应用[M].北京：测绘出版社，2013：1-2.
[2]李广云，李宗春.工业测量系统原理与应用[M].北京：测绘出版社，2010：76.
《工业摄影测量系统基准尺互校方法》来源：《科技传播》，作者：党晓娟 ，薛安勃 ，孙建辉。
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