肖新尚

摘? 要：無人機低空航測彌補了傳統(tǒng)大飛機航空攝影測量在影像分辨率、地物幾何精度、飛行成本方面所存在問題，其在高速公路勘測與輔助選線中的應(yīng)用，大大提升了勘測效率，增強選線的科學(xué)性。文章立足工程實際，對無人機航測技術(shù)的應(yīng)用方式進行全方位探討，以期為后續(xù)相關(guān)實踐工作的開展提供理論參考。

關(guān)鍵詞：高速公路勘測;無人機低空航攝;影像分辨率;輔助選線

中圖分類號：U412 文獻標志碼：A 文章編號：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

為確保高速公路質(zhì)量，構(gòu)建完善的輔助設(shè)施，施工單位在勘測與輔助選線環(huán)節(jié)對于施工區(qū)域影像資料的分辨率有著極高的要求，以影像資料為基礎(chǔ)，開展三維模型的搭建，為高速公路勘測以及輔助選線決策工作提供數(shù)據(jù)支持。

1 無人機航測基本流程

對無人機航測基本流程的梳理，幫助技術(shù)人員從整體上，更加準確地把握無人機航測技術(shù)的特點以及技術(shù)特性，為后續(xù)其在高速公路勘測以及輔助選線環(huán)節(jié)中的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。

無人機航測技術(shù)依托于無人機技術(shù)、數(shù)碼相機技術(shù)，實現(xiàn)了在小范圍區(qū)域內(nèi)高分辨路影像資料的獲取，目前無人機航測技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于基礎(chǔ)測繪、土地資源勘測等多個領(lǐng)域，其作為現(xiàn)有航空攝影測量的有益補充，大大提升了航空測量的效率，無人機航測加之使用的技術(shù)較為成熟，成本較低，較好地滿足了實際的使用需求。

2 無人機航測技術(shù)在高速公路勘測中的應(yīng)用

無人機航測技術(shù)在高速公路勘測中應(yīng)用，要求技術(shù)人員結(jié)合航測基本流程，根據(jù)勘測區(qū)域的特點，靈活調(diào)整應(yīng)用方案，確保無人機航測技術(shù)優(yōu)勢的有效發(fā)揮。

基于現(xiàn)階段高速公路勘測環(huán)節(jié)無人機航測技術(shù)使用經(jīng)驗不足，應(yīng)用水平較低的情況，在研究過程中，結(jié)合案例，從實踐環(huán)節(jié)出發(fā)，梳理無人機航測技術(shù)的應(yīng)用流程，明確應(yīng)用重難點，實現(xiàn)其在高速公路勘測中的合理使用。某高速公路長度為50km，寬度400m，其中平原段長度為24km，山區(qū)路段長度26km，山區(qū)路段與平原路之間的高差為550m，如果采取傳統(tǒng)的高速公路勘測方式，難以按照設(shè)定的精度與要求的時間完成相關(guān)測量工作。在實際的技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，根據(jù)高速公路設(shè)計意圖，組織人員實地進行像控點的確定與測量。在這一過程中，考慮數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及定位需求，采取了CORS系統(tǒng)，完成對測量參數(shù)的坐標轉(zhuǎn)變，將像控點進行電子刺點處理，既確保了數(shù)據(jù)的準確性，又在很大程度上，提升了安全性，避免數(shù)據(jù)丟失的情況出現(xiàn)。在數(shù)碼相機使用過程中，給予數(shù)碼相機的特點，采取后方交會法，對相機內(nèi)外的方位進行調(diào)整，確保數(shù)碼相機的影像獲取能力，通過算法，也使得數(shù)碼相機在拍攝過程中，產(chǎn)生的光學(xué)畸變得以糾正，數(shù)碼影像更為真實，同時也為后續(xù)分辨率的提升以及各類算法的應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。在無人機航測中，應(yīng)當嚴格遵照《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》的相關(guān)要求，結(jié)合實際的勘測需要，對地面的分辨率、航高以及飛行路線進行設(shè)計，基于影像資料的獲取要求，在完成上述工作后，還需結(jié)合地形情況，對無人機的曝光間隔以及航線間隔進行設(shè)置，確保航空拍攝的重疊度處于合理的區(qū)間范圍內(nèi)。根據(jù)要求，結(jié)合實際情況，最終確定某高速公路項目，其航高為600m，航向重疊度為74%，影像分辨率為7cm，在勘測過程中，共拍攝1129張照片，順利完成航拍工作。在完成影像資料的獲取之后，根據(jù)工作流程，還應(yīng)當進行內(nèi)業(yè)加密處理，借助于畸變糾正程序，對高速公路勘測區(qū)域內(nèi)拍攝的影像資料進行畸變差改正，采取無控自由網(wǎng)平差的方式，進行三角測量平差。在實際的操作過程中，應(yīng)當提前進行航線的預(yù)處理，預(yù)留三處空白航線，在自動挑出差點后，再確定各個同名點后，進行相應(yīng)的檢測評估，一旦發(fā)現(xiàn)漏點的情況，則可采取相應(yīng)的技術(shù)手段，進行漏點連接處理，避免出現(xiàn)空白的情況，在一定程度上，也提升了后續(xù)三位模型構(gòu)建的準確性。在完成上述操作后，使用加密軟件，對無人機航測區(qū)域進行網(wǎng)絡(luò)平差處理，確保了數(shù)據(jù)的準確性。出于高速公路勘測的需要，在完成內(nèi)業(yè)加密處理之后，還可使用DEM進行獲取正射影像，生成一定數(shù)量的三維點，完成對地形要素的集中展示，并在此技術(shù)上，進行各類地理要素的疊加，形成可視化模型，完成高速公路勘測工作，同時也為后續(xù)輔助選線提供了數(shù)據(jù)參考。

3 無人機航測技術(shù)在高速公路輔助選線中的應(yīng)用

為了確保輔助選線的科學(xué)性，在決策之前，有必要通過無人機航測技術(shù)，獲取必要的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合輔助選線設(shè)計目標，進行選線模型的構(gòu)建，實現(xiàn)高速公路輔助選線方案的最優(yōu)化。

3.1 高速公路輔助選線的目標

在過往高速公路輔助選線過程中，往往需結(jié)合地形圖、影像圖等，在平面圖上進行輔助線路的設(shè)計工作，這種選線方式，對于平原地段高速公路輔助選線有著較大的幫助，但是在地形起伏較大的山地地段，高速公路的隧道口、高架橋輔助選線難度較大，傳統(tǒng)的選線方式無法滿足實際的使用需求。為了有效應(yīng)對這一情況，嘗試將無人機航測技術(shù)引入到輔助選線之中，嘗試借助于現(xiàn)代化的技術(shù)手段，適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的高度公路輔助選工作開展的客觀要求。在這一思路的指導(dǎo)下，明確高速公路輔助選線的總體目標，從底層三維做起，從底層到上層，進行自主開發(fā)的方式，結(jié)合高速公路施工區(qū)域的實際，從三維表現(xiàn)、快速建模、地形編輯等幾個方面入手，構(gòu)建起三維輔助選線機制。

3.2 高速公路輔助選線技術(shù)應(yīng)用

在高速公路輔助選線技術(shù)應(yīng)用過程中，應(yīng)當基于輔助選線的目標定位，以科學(xué)性原則、實用性原則為框架，在現(xiàn)有的技術(shù)手段下，扎實開展技術(shù)應(yīng)用工作。在整個選線建模環(huán)節(jié)，可充分借助于VR技術(shù)，不斷提升高速公路勘測數(shù)據(jù)的處理精度與效率，使用3DMax等三維建模軟件，完成無人機航測系統(tǒng)的搭建，形成開放式的系統(tǒng)平臺。在框架搭建完成之后，可使用自適應(yīng)LOD、智能權(quán)重等算法，進行數(shù)據(jù)的優(yōu)化處理，對錯誤信息進行剔除，同時也在一定程度上，增強系統(tǒng)運行的安全性。為了確保高速公路輔助選線工作的順利完成，還有必要借助于海量地理數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)控技術(shù)，對各類數(shù)據(jù)進行優(yōu)化處理，以實現(xiàn)對航拍影像資料的快速高效處理。

3.3 高速公路輔助選線決策功能的設(shè)置

高速公路輔助選線決策工作的開展，需根據(jù)實際需要，進行必要的功能模塊設(shè)置，從決策系統(tǒng)多源數(shù)據(jù)疊加、輔助選線決策、輔助選線方案生成等幾個方面入手，有序開展相關(guān)工作，以確保高速公路道路選型工作的順利進行，同時將地理信息數(shù)據(jù)、建筑物模型、三維仿真數(shù)據(jù)，通過轉(zhuǎn)化達到直觀化呈現(xiàn)的效果，并完成對高程信息的附著添加，構(gòu)建起立體化仿真模型，對高速公路輔助選線人員提供了更為全面的指導(dǎo)，切實增強輔助選線決策的針對性。在輔助選線環(huán)節(jié)，根據(jù)高速公路的施工要求，基于實際的工作要求，技術(shù)人員在現(xiàn)有的技術(shù)框架下，可進行必要的數(shù)據(jù)拓展，生成三維效果圖，進而形成具有可操作性的高速公路輔助選線報告，為后續(xù)高速公路的設(shè)計、施工活動的開展提供依據(jù)。

4 結(jié)束語

無人機航測技術(shù)，對于高速公路勘測以及輔助選線工作有著極大的提升，本文在分析無人機航測技術(shù)流程的基礎(chǔ)上，從勘測、輔助選線兩個維度，開展無人機航測技術(shù)應(yīng)用方案的探討，以期逐步構(gòu)建起完備高效的高速公路設(shè)計新模式。

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