陳 彬

(龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009 )

無人機(jī)航測技術(shù)在早期階段主要用于軍事領(lǐng)域、作戰(zhàn)偵查等方面，直到20世紀(jì)80年代開始應(yīng)用范圍才不斷的擴(kuò)展，目前，隨著科技興國的興起，無人機(jī)航測在高速公路施工領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展，無人機(jī)影像技術(shù)是通過遙感等相關(guān)智能技術(shù)的結(jié)合，運(yùn)用到高速公路的勘察、檢測、運(yùn)營和養(yǎng)護(hù)等具體情況可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的一種應(yīng)用工具。一般用于公路的設(shè)計(jì)階段(前期勘察設(shè)計(jì))、應(yīng)用于公路施工階段(施工管理和環(huán)境監(jiān)測等)應(yīng)用于公路運(yùn)營階段和公路的養(yǎng)護(hù)階段等。跟以往的高速公路檢測對(duì)比，具有很大的優(yōu)勢(shì)，成本低廉、用時(shí)短、比較靈活的掌握等特點(diǎn)應(yīng)用于公路的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營和養(yǎng)護(hù)等階段，有著傳統(tǒng)檢測方法無可比擬的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在我國高速公路檢測上的應(yīng)用前景是非常廣泛的。

1 無人機(jī)航測技術(shù)在公路方面的優(yōu)劣

1.1 無人機(jī)航測的優(yōu)勢(shì)

(1)低成本檢測。目前市場上的小型無人機(jī)價(jià)格在幾萬元不等，加上相機(jī)鏡頭等配置，數(shù)萬元即可，而且，日常維護(hù)也比較簡單，因此，具體成本低廉的特點(diǎn)。

(2)工程計(jì)算的精確性。無人機(jī)技術(shù)是智能化的，是電子信息的結(jié)合，可以精確的檢測高速公路的路況等信息。

(3)對(duì)地貌影響可以高清還原。采用8 000千萬像素的數(shù)碼相機(jī)，配上1∶500比例尺，可以高清還原高速公路的地貌。

(4)節(jié)省測繪時(shí)間和對(duì)航測條件低標(biāo)準(zhǔn)。無人機(jī)技術(shù)可以節(jié)省時(shí)間，幾天就完成傳統(tǒng)技術(shù)需要數(shù)月完成的工作，大大縮短了時(shí)間，而且，無論在惡劣的條件下，不受環(huán)境影響，依舊可以使用。

1.2 缺點(diǎn)

無人機(jī)技術(shù)在高速公路上有廣泛的應(yīng)用前景，但是本身的技術(shù)也需要進(jìn)一步的改進(jìn)，雖然可以在惡劣的天氣環(huán)境下進(jìn)行檢測，但是，由于機(jī)型比較小，比較輕，往往在風(fēng)雨交加的氣候影響，無人機(jī)也會(huì)受到影響，穩(wěn)定性比較差，拍攝會(huì)偏離，角度很難控制，GPS定位也會(huì)受到影響。

2 無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用

2.1 無人機(jī)航測技術(shù)介紹

無人機(jī)航測技術(shù)在高速公路施工采用的是航測、無接觸的測量技術(shù)，可以提高效率，節(jié)省人工，航片是通過軟件構(gòu)成拼接和匹配的，后期，通過軟件倒出數(shù)據(jù)，可以隨意剪切航測數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比數(shù)據(jù)，批量處理數(shù)據(jù)，只要選擇好需要的區(qū)域，根據(jù)軟件要求，自動(dòng)計(jì)算并出結(jié)果，可操控性比較強(qiáng)。

2.2 工作原理及現(xiàn)場實(shí)施流程圖

無人機(jī)航測技術(shù)采用復(fù)測控制點(diǎn)的技術(shù)確定，通常在測量的區(qū)域四周和中間設(shè)置平高控制點(diǎn)，達(dá)到100張照片具備6個(gè)有效控制點(diǎn)，而且至少在兩張影像上同時(shí)找到這些控制點(diǎn)要求，對(duì)航測的參數(shù)和飛行參數(shù)進(jìn)行設(shè)定進(jìn)行采集。

首先，確定控制點(diǎn)，建立測區(qū)，導(dǎo)入POS數(shù)據(jù)、照片等數(shù)據(jù)，無人機(jī)飛行控制是通過地面上無人機(jī)航測控制子系統(tǒng)的規(guī)劃路線設(shè)定；根據(jù)地面系統(tǒng)設(shè)置的航線和拍攝方式是由遙感空中子系統(tǒng)控制的，同時(shí)，將拍攝到的影像及POS數(shù)據(jù)自動(dòng)存入到飛機(jī)的存儲(chǔ)器中。在系統(tǒng)中導(dǎo)入控制點(diǎn)的信息后，填寫實(shí)地的參數(shù)設(shè)置，就可以使用相關(guān)軟件進(jìn)行自動(dòng)處理，全自動(dòng)控三加密，通過無人機(jī)獲取地形改造前后相同區(qū)域的數(shù)字正射影像DOM與數(shù)字高程模型DEM，然后將地形改造前后的DOM和DEM導(dǎo)入三維可視化分析軟件中。運(yùn)用DOM選取需要計(jì)算土石方量相同區(qū)域的DEM，通過相關(guān)軟件的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，可以計(jì)算出改造過程中土石方的填挖方量。最后輸出成果文件，與原始測量方法獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得出結(jié)果后編制相關(guān)的數(shù)據(jù)報(bào)告及操作手冊(cè)。

2.3 航測現(xiàn)場準(zhǔn)備工作

(1)確定控制點(diǎn)及像控點(diǎn)：為了方便后續(xù)航測工作的展開，我們考慮將控制點(diǎn)和像控點(diǎn)盡量布設(shè)在同一位置，這樣不僅能節(jié)省航測前期的準(zhǔn)備時(shí)間，也利于控制點(diǎn)和像控點(diǎn)的保留，以便后期數(shù)據(jù)的校核檢驗(yàn)。布設(shè)方式采取每公里布設(shè)一個(gè)控制點(diǎn)及像控點(diǎn)，并成Z字型排列，直至涵蓋整個(gè)項(xiàng)目區(qū)域。需要施工方將控制點(diǎn)布設(shè)完畢后，測量并校驗(yàn)其坐標(biāo)準(zhǔn)確性。

航測數(shù)據(jù)的精確度是受到控制點(diǎn)和像控點(diǎn)的精度直接影響的，因此，采用二等水準(zhǔn)測量技術(shù)進(jìn)行航測的布點(diǎn)工作。

(2)進(jìn)行航測：對(duì)現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行考察，擬定一條合理的航線。為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，航測將采用多基站航測，即在多個(gè)控制點(diǎn)上架設(shè)基站，并保證其能夠涵蓋整個(gè)項(xiàng)目區(qū)域。

(3)數(shù)據(jù)處理及計(jì)算土方量：航測數(shù)據(jù)處理完畢后，創(chuàng)建施工各階段的地理信息模型，并計(jì)算其土石方量。

(4)編寫作業(yè)流程手冊(cè)：在施工的過程中遇到實(shí)際問題與無人機(jī)航測進(jìn)行結(jié)合，編寫一套完整的無人機(jī)航測在施工過程中的作業(yè)流程手冊(cè)。

3 結(jié)論與展望

無人機(jī)航測技術(shù)是一種低成本，高效率，集合現(xiàn)代遙感技術(shù)和GPS技術(shù)等，在高速公路的施工領(lǐng)域起到了無可比擬的作用，有效的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的測繪技術(shù)帶來的弊端，結(jié)合發(fā)展的流行趨勢(shì)進(jìn)行技術(shù)更新和在高速公路技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，是值得推廣的一項(xiàng)技術(shù)。目前，無人機(jī)檢測技術(shù)在高速公路施工中也存在著一定問題，缺乏針對(duì)公路領(lǐng)域的制定一些相關(guān)的無人機(jī)技術(shù)規(guī)范，在公路方面應(yīng)用的軟件和增加無人機(jī)檢測技術(shù)的培訓(xùn)，使更多的應(yīng)用無人機(jī)檢測的人員和行為變成專業(yè)的技術(shù)使用人員，規(guī)范的使用無人機(jī)檢測技術(shù)的方法。

隨著5G時(shí)代的到來，在網(wǎng)絡(luò)的保障下，無人機(jī)檢測技術(shù)在高速公路的領(lǐng)域得到了更高的發(fā)展和低延時(shí)性，在科技飛躍的發(fā)展下，無人機(jī)檢測技術(shù)在公路領(lǐng)域成為不可或缺的一部分。