无人机航测技术在高速公路勘测及辅助选线中的应用

来源:用户上传      作者:

　　摘  要：无人机低空航测弥补了传统大飞机航空摄影测量在影像分辨率、地物几何精度、飞行成本方面所存在问题，其在高速公路勘测与辅助选线中的应用，大大提升了勘测效率，增强选线的科学性。文章立足工程实际，对无人机航测技术的应用方式进行全方位探讨，以期为后续相关实践工作的开展提供理论参考。
　　关键词：高速公路勘测;无人机低空航摄;影像分辨率;辅助选线
　　中图分类号：U412 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）09-0164-02
　　Abstract： UAV low altitude aerial survey makes up for the problems existing in traditional large aircraft aerial photogrammetry in image resolution， geometric accuracy of ground objects and flight cost. its application in highway survey and auxiliary route selection has greatly improved the survey efficiency and enhanced the scientific nature of line selection. Based on the engineering practice， this paper discusses the application of UAV aerial survey technology in an all-round way， in order to provide theoretical reference for the follow-up related practical work.
　　Keywords： highway survey; UAV low altitude aerial photography; image resolution; auxiliary route selection
　　为确保高速公路质量，构建完善的辅助设施，施工单位在勘测与辅助选线环节对于施工区域影像资料的分辨率有着极高的要求，以影像资料为基础，开展三维模型的搭建，为高速公路勘测以及辅助选线决策工作提供数据支持。
　　1 无人机航测基本流程
　　对无人机航测基本流程的梳理，帮助技术人员从整体上，更加准确地把握无人机航测技术的特点以及技术特性，为后续其在高速公路勘测以及辅助选线环节中的应用创造了条件。
　　无人机航测技术依托于无人机技术、数码相机技术，实现了在小范围区域内高分辨路影像资料的获取，目前无人机航测技术被广泛地应用于基础测绘、土地资源勘测等多个领域，其作为现有航空摄影测量的有益补充，大大提升了航空测量的效率，无人机航测加之使用的技术较为成熟，成本较低，较好地满足了实际的使用需求。
　　2 无人机航测技术在高速公路勘测中的应用
　　无人机航测技术在高速公路勘測中应用，要求技术人员结合航测基本流程，根据勘测区域的特点，灵活调整应用方案，确保无人机航测技术优势的有效发挥。
　　基于现阶段高速公路勘测环节无人机航测技术使用经验不足，应用水平较低的情况，在研究过程中，结合案例，从实践环节出发，梳理无人机航测技术的应用流程，明确应用重难点，实现其在高速公路勘测中的合理使用。某高速公路长度为50km，宽度400m，其中平原段长度为24km，山区路段长度26km，山区路段与平原路之间的高差为550m，如果采取传统的高速公路勘测方式，难以按照设定的精度与要求的时间完成相关测量工作。在实际的技术应用环节，根据高速公路设计意图，组织人员实地进行像控点的确定与测量。在这一过程中，考虑数据转换以及定位需求，采取了CORS系统，完成对测量参数的坐标转变，将像控点进行电子刺点处理，既确保了数据的准确性，又在很大程度上，提升了安全性，避免数据丢失的情况出现。在数码相机使用过程中，给予数码相机的特点，采取后方交会法，对相机内外的方位进行调整，确保数码相机的影像获取能力，通过算法，也使得数码相机在拍摄过程中，产生的光学畸变得以纠正，数码影像更为真实，同时也为后续分辨率的提升以及各类算法的应用奠定了坚实的基础。在无人机航测中，应当严格遵照《低空数字航空摄影规范》的相关要求，结合实际的勘测需要，对地面的分辨率、航高以及飞行路线进行设计，基于影像资料的获取要求，在完成上述工作后，还需结合地形情况，对无人机的曝光间隔以及航线间隔进行设置，确保航空拍摄的重叠度处于合理的区间范围内。根据要求，结合实际情况，最终确定某高速公路项目，其航高为600m，航向重叠度为74%，影像分辨率为7cm，在勘测过程中，共拍摄1129张照片，顺利完成航拍工作。在完成影像资料的获取之后，根据工作流程，还应当进行内业加密处理，借助于畸变纠正程序，对高速公路勘测区域内拍摄的影像资料进行畸变差改正，采取无控自由网平差的方式，进行三角测量平差。在实际的操作过程中，应当提前进行航线的预处理，预留三处空白航线，在自动挑出差点后，再确定各个同名点后，进行相应的检测评估，一旦发现漏点的情况，则可采取相应的技术手段，进行漏点连接处理，避免出现空白的情况，在一定程度上，也提升了后续三位模型构建的准确性。在完成上述操作后，使用加密软件，对无人机航测区域进行网络平差处理，确保了数据的准确性。出于高速公路勘测的需要，在完成内业加密处理之后，还可使用DEM进行获取正射影像，生成一定数量的三维点，完成对地形要素的集中展示，并在此技术上，进行各类地理要素的叠加，形成可视化模型，完成高速公路勘测工作，同时也为后续辅助选线提供了数据参考。
　　3 无人机航测技术在高速公路辅助选线中的应用 　　为了确保辅助选线的科学性，在决策之前，有必要通过无人机航测技术，获取必要的数据信息，结合辅助选线设计目标，进行选线模型的构建，实现高速公路辅助选线方案的最优化。
　　3.1 高速公路辅助选线的目标
　　在过往高速公路辅助选线过程中，往往需结合地形图、影像图等，在平面图上进行辅助线路的设计工作，这种选线方式，对于平原地段高速公路辅助选线有着较大的帮助，但是在地形起伏较大的山地地段，高速公路的隧道口、高架桥辅助选线难度较大，传统的选线方式无法满足实际的使用需求。为了有效应对这一情况，尝试将无人机航测技术引入到辅助选线之中，尝试借助于现代化的技术手段，适应复杂地质环境下的高度公路辅助选工作开展的客观要求。在这一思路的指导下，明确高速公路辅助选线的总体目标，从底层三维做起，从底层到上层，进行自主开发的方式，结合高速公路施工区域的实际，从三维表现、快速建模、地形编辑等几个方面入手，构建起三维辅助选线机制。
　　3.2 高速公路辅助选线技术应用
　　在高速公路辅助选线技术应用过程中，应当基于辅助选线的目标定位，以科学性原则、实用性原则为框架，在现有的技术手段下，扎实开展技术应用工作。在整个选线建模环节，可充分借助于VR技术，不断提升高速公路勘测数据的处理精度与效率，使用3DMax等三维建模软件，完成无人机航测系统的搭建，形成开放式的系统平台。在框架搭建完成之后，可使用自适应LOD、智能权重等算法，进行数据的优化处理，对错误信息进行剔除，同时也在一定程度上，增强系统运行的安全性。为了确保高速公路辅助选线工作的顺利完成，还有必要借助于海量地理数据动态调控技术，对各类数据进行优化处理，以实现对航拍影像资料的快速高效处理。
　　3.3 高速公路輔助选线决策功能的设置
　　高速公路辅助选线决策工作的开展，需根据实际需要，进行必要的功能模块设置，从决策系统多源数据叠加、辅助选线决策、辅助选线方案生成等几个方面入手，有序开展相关工作，以确保高速公路道路选型工作的顺利进行，同时将地理信息数据、建筑物模型、三维仿真数据，通过转化达到直观化呈现的效果，并完成对高程信息的附着添加，构建起立体化仿真模型，对高速公路辅助选线人员提供了更为全面的指导，切实增强辅助选线决策的针对性。在辅助选线环节，根据高速公路的施工要求，基于实际的工作要求，技术人员在现有的技术框架下，可进行必要的数据拓展，生成三维效果图，进而形成具有可操作性的高速公路辅助选线报告，为后续高速公路的设计、施工活动的开展提供依据。
　　4 结束语
　　无人机航测技术，对于高速公路勘测以及辅助选线工作有着极大的提升，本文在分析无人机航测技术流程的基础上，从勘测、辅助选线两个维度，开展无人机航测技术应用方案的探讨，以期逐步构建起完备高效的高速公路设计新模式。
　　参考文献：
　　[1]李辉.无人机航测在高速公路勘测中的应用及经济性分析[J].价值工程，2016.
　　[2]张宁，杨润书，甘淑.山区高速公路带状测区应用无人机航测技术研究[J].软件导刊，2018.
　　[3]张佳伟，李勇华.无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用研究[J].建材与装饰，2016（02）.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14870529.htm