庄捷1 林哲涵2 余立鑫2 陈昱文2 蔡耀东2 庄丹杰2
1.广东潮州 饶平县公安局 刑侦大队521000; 2.广东广州 广东警官学院 刑事科学技术系 510440
摘要: 在公安现场勘验工作中，现场测量所得数据往往是确定案件性质，明确事故责任的重中之重。当前警务工作中传统的测量方式存在主观性强、耗时长、不直观等问题；三维扫描测量技术又存在成本高、不便于携带、灵活性低等问题。本文以公安工作现代化、信息化改革为基础，与一线警务工作深度融合，提出了将近景摄影测量运用到警务测量工作中。针对案件现场勘验时间宝贵，部分证据易受污染，基层工作经费有限等因素，选取了一种基于普通数码相机的测量方法，该方法在解决上述问题的同时能够保证测量数据的完整性、可溯源性、客观准确性。
关键词：摄影测量；现场勘查；校准畸变；无损测量
前言
相对我国警务技术发展水平，现用于现场勘查的测量技术主要有：传统手工测量、全站仪、激光测距、全球定位系统、基于无人机的近景摄影测量五种测量方法。而在基层警务工作中，受经济、技术等方面的影响，采用激光测距、传统手工测量两种测量方法占据了99%以上的案件。为解决当前测量方法存在的主观性强、不直观、易造成物证二次污染等问题，将基于普通数码相机的摄影测量技术高效应用到警务工作中，能大大提高警员现场勘验的效率，同时具备数据可溯源、技术成本低、便于携带、鲁棒性强等特点，为案件侦办提供强有力的依据。
一、摄影测量的介绍
（一）技术方法原理
1. 近景摄影测量的原理
基于普通数码相机的近景摄影测量是在消除了相机线性畸变的基础上，根据三角形交汇法进行测量，计算出相应点在空间坐标系中的具体位置。王贞志在《基于普通数码影像的近景摄影测量技术研究》一文中指出，近景摄影测量是通过获取同一物体被不同位置与方向取得的多幅数字图像，再将图像经过计算机处理和数学计算，从而得到精准的待测点三维坐标。
2.镜头畸变消除
普通数码相机受制作工艺、目标市场需求等方面的影响，在制作出厂的时候往往存在一定的畸变。数码相机的畸变是其镜头中镜片组合固有的一种透视失真的总称。
Iwitness为消除这种畸变对测量数据的影响开发了镜头畸变矫正工具。利用数码相机对较准点进行拍摄。再将拍摄到的校准照片导入到iwitness中进行畸变自动校准，即可修正畸变误差。
（二）公安工作对测量的要求
1.测量精度
现场勘查中，测量得到的数值对案件定性、责任认定起着重要参考依据作用。往往一个汽车碰撞凹痕、一处血泊的面积能够研判出是主观故意还是无心过失，是当场杀人还是杀人移尸。这就要求公安勘验工作本着认真严谨、一丝不苟的态度去保障每一个数据的精确性。
2.测量效率
受环境、当事人、警力不足等客观因素的影响，普通入室盗窃案件的现场勘验工作须耗费2个小时以上的时间，对于重特大案件的现场勘验工作更是须耗费6-12个小时以上的时间。当前现场勘验中本着“先固定后提取”的要求，若现场存在挥发性物证，如酒精、干冰等物证，若固定、测量时间太长，将会影响到进一步的取证工作效率，甚至是对案件的侦破产生不可弥补的影响。这要求现场勘验工作必须尽可能提高工作效率。
3.数据溯源性
在司法体制越来越完善的大背景下，犯罪嫌疑人的律师经常会对执法机关数据来源的合法性、真实性提出质疑，为其委托人进行辩护。
本着执法公平、公正、公开的要求，公安部门当前普遍采用的皮尺、卷尺、激光测量等方式不具备良好的数据溯源性。为避免犯罪嫌疑人逃脱或冤假错案的发生，进一步改进测量数据的溯源性是公安工作发展的纲求。
4.经济成本
我国目前公安预算支出采用的是“3E”原则，即经济性原则(Economy)、效率性原则(Efficiency)和有效性原则(Effectiveness)，涉及财政资金的成本、投入、产出、效果四个方面。财政的支出要求切实存在的效果回报。全站仪、定位系统等方式在经济的投入和效果产出只比较低，这就造成了目前一线警务工作仍采用传统手工测量的方法居多。
二、摄影测量的案（事）件现场勘验实验
（一）测量实验
1.实验目的与方法
本文是对普通数码相机的摄影测量应用研究，目的是更具体深入地了解摄影测量技术的方法原理，将最简便、高效、低成本的摄影测量技术带到警务工作中。进而为摄影测量方法提供一些建议，提高该技术的利用率，让摄影测量技术能够更好地服务于公安工作。
本文主要采用控制变量法、比较法等科学实验方法。将不同的单反相机与不同的镜头搭配，分组对测量样本进行拍照记录，再使用测量软件对所得照片进行测量分析。重点研究了不同相机组合与不同照片数量对测量误差的影响。
2.实验内容
实验在同一测量场景与物品的基础上，采用不同相机与镜头搭配分为不同实验组，再对每一组实验分别选取三张、五张、七张拍摄清晰的现场图片进行测量实验。实验中，设定相同的三维坐标和空间比例尺。
（二）实验结果分析
1.相机机身的误差
在参与测量计算照片数量相同和同一镜头的基础上，不同相机机身造成的误差较小。进一步分析后认为，相机机身画幅影响的是镜头与被摄物体距离，即在同一镜头拍摄同一物体时，画幅小的机身相对于画幅大的机身要距离物体更远。
2.相机镜头的误差
实验结果表明，在参与测量计算照片数量相同和同一相机机身的基础上，不同镜头造成的误差较小。进一步地分析，iwitness在使用照片进行测量计算前，要求对相机镜头所造成的畸变进行消除。在强大的运算下，镜头畸变对实验结果的影响已经被缩小到可以忽略。
3.参与测量运算照片数量的误差
从实验数据中来看，使用7张以上照片在iwitness软件中参与摄影测量，可以将测量的平均误差保持在0.5%以下，照片越多，选取参照点越多，测量数据越准确。
利用本测量方法，可对案（事）件现场进行高效的无损测量，不影响相关物证进一步的理化检验，进而提高我国公安战斗力。
总结
在现场勘验中，距离测量往往要耗费大量的时间进行丈量与记录，甚至还经常受到环境等各方面限制而无法测量。本文提出了一种采用数码相机进行摄影测量的方法，设备简单、操作方便、成本低廉，可最大限度减少现场勘查的实地测量时间，能够切实提高公安工作效率。测量所用相片也可用于制作案卷材料的方位照片、概貌照片和重点部位照片等。
本文采用普通数码相机对公安工作中的现场勘验测量进行实验，结果表明，相关技术符合公安工作要求，可弥补当前现场勘察测量方法中存在主观性强、数据不直观、易造成二次污染等问题，是当前现场勘验测量的一种新的、有效的测量方式。
参考文献
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[3]王起欣. 公安系统绩效预算问题研究[D].天津大学,2012.