無人機航測技術在路橋檢測中的應用

張稆豐

（重慶市建維工程檢測有限公司，重慶 400020）

航測技術是城市建設工作開展重要的基礎，不僅能夠提升測量的整體效能，更能推動整個城市建設工作的有序開展，同時也會影響到農業生產、城市規劃、氣候服務等領域的正常秩序。但就目前我國測量項目的現狀而言，其還存在較多的不足之處，限制了測量項目的現代化建設進程。

1 無人機航測技術應用的主要特點

1.1 成本投入較小

相對于載人測量工作，無人機航測系統應用期間所需投入維護及運營的成本較小，不僅節約了人工成本的費用，同時無人機測量也可以根據測量的地域特點，對機身的規模及型號進行選擇，不僅提升了測量的效率，也節省了大量的成本投入。此外，無人機具備強大的智能化特點，對于操作人員的專業化素質要求不高，從而也為航測工作的開展節省了大量的經濟投入。無人機航測技術主要由地面保障系統、任務運用系統及無人飛行器部分構成，集合信息技術、遙感技術、GNSS技術等多種先進技術，能夠根據空間環境及土地資源進行數據的分析及采集，隨著科學水平不斷的提升，無人機航測技術的應用特點也更為突出。

1.2 測量效率較高

傳統的航測技術會受到地形地貌的限制，例如，在一些盆地或者山區位置開展航測工作較為困難，即使能夠順利完成測量工作，其數據的準確度也不能得到更好的保障。利用無人機開展航測工作，可以深入地質較為復雜的地貌區域，同時還能保證測量的效率與精度。

1.3 工作周期強

我國逐漸完善了無人機航測技術，在測繪工作中利用無人機航測技術，可以提供數據支持，發揮無人機的性能，提高航拍服務水平，對比傳統測試方法，無人機航測技術的工作周期比較強，可以創新基層測繪工作模式，發揮無人機航測技術的作用，發揮相關系統功能，順利開展基層測繪工作。操作無人機需要發揮現代高科技的功能，提升基層測繪工作的綜合性，保障無人機航測技術的工作周期性。

1.4 測繪范圍比較廣

利用無人機的飛行特征，可以實現大范圍航測，同時，在不同角度完成測量工作，無人機具有靈活性，在低空小范圍作業范圍中具有顯著的優勢，可以提高航測圖的層次性，保障數據質量，為工作人員數據分析提供輔助作用。無人機可以實現移動拍攝，利用攝像機傳輸數據，建立3D立體圖模擬測量的物體，保障測量內容的清晰度。

2 無人機航測技術作用

2.1 提升攝像的品質及數據的直觀性

通過無人機航測系統的高清攝像系統，能夠根據測量目的選擇合適的攝像設備，從而使攝像的品質得到更好的保證。同時，利用攝像的數據還能為工程竣工圖及新增耕地圖繪制提供客觀的對比，利用POS數據、相機運行參數、控制點文件，實現空中三角測量，從而使測量數據變得更加直觀。除此之外，通過航測還能對目標區域的整治項目的實施計劃的合理性進行數據分析，使測繪工作的品質與關鍵數據的直觀性得到更好的保障。

2.2 實現快速測量及影像連接的功能

相較于傳統的航測技術，利用無人機開展測量工作時，可以獲取更多的影像數量，并且圖像較小，但不適合以沖洗相片的形式開展測量工作。同時，無人機在指定范圍進行測量工作時，像控點的分布較為均勻，在照片的色彩及明艷度上，能夠形成鮮明的對比。相片拍攝完成之后，能夠快速進行圖片信息的檢索，一旦測量數據與標準存在一定的差異，可以利用畸變預處理技術，根據圖像所對應的POS數據實現快速拼接的功能。

2.3 提高測繪數據的精確性

無人機航測系統搭載了高清攝像系統，通過GNSS-RTK技術的應用能夠對指定的目標開展實地測量，根據測量目標的實際圖像，利用計算機軟件處理系統將平面位置及圖像空間按照指定的比例進行展示，不僅能夠提升地圖的精度，同時還能滿足多種用戶的需求。除此之外，利用無人機的攝像系統與平臺的控制功能，操作者還可根據對無人機的飛行高度進行控制，從而使圖像的分辨率得到更好的保障。

3 無人機航測技術在路橋檢測中的應用

3.1 在低空作業中的應用

在基礎測繪工作中運用無人機航測技術能夠實現低空的監測，在進行基礎測繪工作時，往往會受到周邊地形和天氣的影響導致一些突發問題的發生，嚴重影響了實際測繪工作的有序進行，比如在實際工作的過程中，地形是比較復雜的，再加上自然環境較差，云層較低，這給實際的測繪工作帶來了諸多的影響，但是用當前先進的無人機航測技術能夠有效的解決以上問題，并且也可以不受地形和周邊環境的影響，獲取比較清晰和準確的信息。與此同時在基礎測繪工作中運用無人機航測技術，還可以提高整體測繪工作的安全性，在以往基礎工作的過程中，所面臨的環境都是相對來說較為惡劣的，會威脅到現場工作人員的人身安全，但是隨著無人機航測技術的廣泛應用，相關工作人員可以在無人機航拍的過程中進行多方位的跟蹤，隨時了解監測的過程以及監測的特點，即使是在一些環境比較惡劣的條件下，也可以最大程度的保護工作人員的人身安全，工作人員可以進行遠程操作操控無人機來開展日常的測繪工作。其次無人機航測技術的靈活性是比較高的，即使是在一些空間比較狹窄的環境中，也能夠順利的完成測繪工作，提高實際工作的精準性和有效性。

3.2 在低空航拍系統中應用

在低空環境航空測繪過程中，要求獲取清晰的航拍圖像，因為無人機航測技術利用像素較高的攝像機，獲取清晰度較高的圖形，為低空環境航空測繪工作提供可靠依據。科學技術不斷發展，利用無人機航測技術的過程中，需要結合計算機技術和檢驗轉換軟件，可以高度轉換航空圖像，保障測繪數據的準確性，同時，可以利用遙感技術優勢。在高空航測中利用無人機航測技術，可以順利地采集地理信息數據，保障地理信息測繪工作質量，促進數字化城市建設。

3.3 合理把控檢測技術應用要點

引進先進檢測技術及檢測設備是關鍵。一方面要完善工程試驗室，及時配置并妥善保養各項專業設備，制定嚴格的檢測標準對各項檢測工作加以規范，確保滿足各項檢測技術要求；另一方面則要落實檢測工作，首先做好檢測規劃與技術交底工作，結合檢測項目明確工作流程，并具體劃分工作責任，詳細講解檢測過程中的技術要點，使檢測人員對檢測內容有更準確的認知；其次，在應用檢測技術中需要做好各項操作、數據和結果的記錄，作為檢測準確性的判斷依據，并安排技術責任人在旁監督，出現操作不當等問題時能夠及時提醒，以此提高檢測過程的規范性；最后，要充分考慮外在環境的影響，如果出現特殊天氣狀況應避免檢測，此時容易對檢測結果造成不利影響，尤其是壓力檢測等比較精密的檢測項目，更需避免外界環境影響。

4 無人機航測技術路橋檢測方法

4.1 布設影像記錄控點

影像記錄控點的布設即為確定拍照位置。路橋的特點是線路長，沒有一個中心點可以覆蓋全程，考慮到檢測成本，不能讓無人機飛跨全程，因此需在待檢測的路橋中布設若干影像記錄控點，一方面作為無人機操控的控制點，另一方面作為圖像回傳的中繼點。影像記錄控點的布設一般遵循近似等間隔、交通和通訊便利的設定原則。為提高數據傳輸速度，在有條件的地方預埋通訊光纜，以規避無線傳輸帶寬有限的問題。

4.2 校檢相機

為保證每次檢測的有效性，需在無人機航測前對搭載的高分辨率攝像機進行校檢，排除早期故障。校檢的內容包括無人機操控性能檢查、無人機定位精度核定、高分辨率攝像機攝像功能檢查、像素設定檢查、存儲空間檢查和數據傳輸功能檢查。檢查的方法可以采用二級檢查制度，即每次使用前以試用的方式進行功能檢查，要求嚴格按照操作規程的說明逐一檢查功能點；定期（一般為半年）進行指標檢查，對涉及到的飛航、飛控、供電、攝像、定位、數傳等各個功能指標進行校準。

4.3 記錄航空攝影

準備工作完成后，可以放飛無人機。無人機需按照預先設定的航跡、準確的航速和高度，對路橋的實際情況進行推進掃描，做到對路橋細節的全覆蓋，對質量薄弱環節和風險高發部位要進行復查。推進掃描是根據路橋走向，以路橋中界線或路橋固定邊沿為行進航路，以設定好的速度觀察路橋的質量狀況、配套設施齊備情況以及設施中標注文字清晰度等外在圖像信息。一般雙向六車道的普通高速公路，單條車道寬度為3.75m，緊急停車帶寬度3.5m，計算隔離帶和路肩寬度總計約為40m，無人機搭載的高分辨率攝像機視場角15°，無人機飛行在20m高空即可實現單次航程對路面的全覆蓋。質量薄弱環節和風險高發部位一般指涵洞基礎、引橋與橋梁結合部、橋基、緊固螺栓以及橋柱裂紋等，這里列出僅供參考，還需根據路橋的具體情況進行分析確定。拍攝圖像過程中，應及時將下傳到影像記錄控點的圖像進行儲存，儲存的圖像中要同步記錄位置、偏角、照度、檢測人員等相關信息。

5 結語

許多路橋施工都在不斷對無人機航測技術進行研究和創新，解決其中存在的問題。相信在未來的發展中，我國的無人機技術將更加先進，無人機技術將會帶給檢測工作越來越多的便捷性，其在路橋行業的應用會取得更好的發展和進步。