無人機攝影測量技術在公路工程勘測中的應用

孫辰龍

摘 要：無人機作為一種低成本，高效率的新型航空測繪技術，能夠更快速的提供信息。同時在道路工程選線輔助決策中能提供更好地服務水平。在公路工程方面的前景是很廣闊的，既彌補了傳統手段在測繪上的不足，又提高了道路選線的效率，相信在無人機航測技術越來越發達的將來，在公路勘察方面可以發揮更好的作用。本文立足工程實際，對無人機航測技術的應用方式進行了全方位探討，以期為后續相關實踐工作的開展提供理論參考。

關鍵詞：公路勘測;無人機低空航攝;影像分辨率;選線

引言

目前，我國主要應用無人機航測技術與數字航空攝影相結合的方式進行測繪，作為航空攝影領域一個新的發展趨勢，無人機航測技術相對于傳統的測繪技術，在獲取遙感數據和影像資料的方面，比以往的以衛星、大飛機、人工全站儀等設備更具有機動性、靈活性等優點。而在實際工作中為了確保公路質量，構建完善的輔助設施，施工單位在勘測與選線環節對于施工區域影像資料的分辨率有著極高的要求，以影像資料為基礎，開展三維模型的搭建，無人機攝影測量技術為公路勘測以及選線決策工作能提高強有力的提供數據支持。

一、無人機航測基本流程

對無人機航測基本流程的梳理，幫助技術人員從整體上，更加準確地把握無人機航測技術的特點以及技術特性，為后續其在公路勘測以及輔助選線環節中的應用創造了條件。無人機航測技術依托于無人機技術、數碼相機技術，實現了在小范圍區域內高分辨路影像資料的獲取，目前無人機航測技術被廣泛地應用于基礎測繪、土地資源勘測等多個領域，其作為現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較為成熟，成本較低，較好地滿足了實際的使用需求。

二、無人機航測技術在公路勘測中的應用

無人機航測技術在公路勘測中應用，要求技術人員結合航測基本流程，根據勘測區域的特點，靈活調整應用方案，確保無人機航測技術優勢的有效發揮。基于現階段公路勘測環節無人機航測技術使用經驗不足，應用水平較低的情況，在研究過程中，結合案例，從實踐環節出發，梳理無人機航測技術的應用流程，明確應用重難點，實現其在公路勘測中的合理使用。

某公路長度為50km，寬度400m，其中平原段長度為24km，山區路段長度26km，山區路段與平原路之間的高差為550m，如果采取傳統的公路勘測方式，難以按照設定的精度與要求的時間完成相關測量工作。在實際的技術應用環節，根據公路設計意圖，組織人員實地進行像控點的確定與測量。在這一過程中，考慮數據轉換以及定位需求，采取了CORS系統，完成對測量參數的坐標轉變，將像控點進行電子刺點處理，既確保了數據的準確性，又在很大程度上，提升了安全性，避免數據丟失的情況出現。在數碼相機使用過程中，給予數碼相機的特點，采取后方交會法，對相機內外的方位進行調整，確保數碼相機的影像獲取能力，通過算法，也使得數碼相機在拍攝過程中，產生的光學畸變得以糾正，數碼影像更為真實，同時也為后續分辨率的提升以及各類算法的應用奠定了堅實的基礎。在無人機航測中，應當嚴格遵照《低空數字航空攝影規范》的相關要求，結合實際的勘測需要，對地面的分辨率、航高以及飛行路線進行設計，基于影像資料的獲取要求，在完成上述工作后，還需結合地形情況，對無人機的曝光間隔以及航線間隔進行設置，確保航空拍攝的重疊度處于合理的區間范圍內。根據要求，結合實際情況，最終確定某公路項目，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，根據工作流程，還應當進行內業加密處理，借助于畸變糾正程序，對公路勘測區域內拍攝的影像資料進行畸變差改正，采取無控自由網平差的方式，進行三角測量平差。在實際的操作過程中，應當提前進行航線的預處理，預留三處空白航線，在自動挑出差點后，再確定各個同名點后，進行相應的檢測評估，一旦發現漏點的情況，則可采取相應的技術手段，進行漏點連接處理，避免出現空白的情況，在一定程度上，也提升了后續三位模型構建的準確性。在完成上述操作后，使用加密軟件，對無人機航測區域進行網絡平差處理，確保了數據的準確性。

出于公路勘測的需要，在完成內業加密處理之后，還可使用DEM進行獲取正射影像，生成一定數量的三維點，完成對地形要素的集中展示，并在此技術上，進行各類地理要素的疊加，形成可視化模型，完成公路勘測工作，同時也為后續輔助選線提供了數據參考。

三、無人機航測技術在公路選線中的應用

為了確保輔助選線的科學性，在決策之前，有必要通過無人機航測技術，獲取必要的數據信息，結合輔助選線設計目標，進行選線模型的構建，實現公路輔助選線方案的最優化。

（一）公路輔助選線的目標

在過往公路輔助選線過程中，往往需結合地形圖、影像圖等，在平面圖上進行輔助線路的設計工作，這種選線方式，對于平原地段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，公路的隧道口、高架橋輔助選線難度較大，傳統的選線方式無法滿足實際的使用需求。為了有效應對這一情況，嘗試將無人機航測技術引入到輔助選線之中，嘗試借助于現代化的技術手段，適應復雜地質環境下的高度公路輔助選工作開展的客觀要求。在這一思路的指導下，明確公路輔助選線的總體目標，從底層三維做起，從底層到上層，進行自主開發的方式，結合公路施工區域的實際，從三維表現、快速建模、地形編輯等幾個方面入手，構建起三維輔助選線機制。

（二）公路輔助選線技術應用

在公路輔助選線技術應用過程中，應當基于輔助選線的目標定位，以科學性原則、實用性原則為框架，在現有的技術手段下，扎實開展技術應用工作。在整個選線建模環節，可充分借助于VR技術，不斷提升公路勘測數據的處理精度與效率，使用3DMax等三維建模軟件，完成無人機航測系統的搭建，形成開放式的系統平臺。在框架搭建完成之后，可使用自適應LOD、智能權重等算法，進行數據的優化處理，對錯誤信息進行剔除，同時也在一定程度上，增強系統運行的安全性。為了確保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據動態調控技術，對各類數據進行優化處理，以實現對航拍影像資料的快速高效處理。

（三） 公路輔助選線決策功能的設置

公路輔助選線決策工作的開展，需根據實際需要，進行必要的功能模塊設置，從決策系統多源數據疊加、輔助選線決策、輔助選線方案生成等幾個方面入手，有序開展相關工作，以確保公路道路選型工作的順利進行，同時將地理信息數據、建筑物模型、三維仿真數據，通過轉化達到直觀化呈現的效果，并完成對高程信息的附著添加，構建起立體化仿真模型，對公路輔助選線人員提供了更為全面的指導，切實增強輔助選線決策的針對性。在輔助選線環節，根據公路的施工要求，基于實際的工作要求，技術人員在現有的技術框架下，可進行必要的數據拓展，生成三維效果圖，進而形成具有可操作性的公路輔助選線報告，為后續公路的設計、施工活動的開展提供依據。

四、結語

無人機航測技術，對于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流程的基礎上，從勘測、輔助選線兩個維度，開展無人機航測技術應用方案的探討，以期逐步構建起完備高效的公路設計新模式。

參考文獻：

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