無人機測量技術在復雜公路中的應用研究

肖曉東

【摘要】近年來，城市化進程的加快，增加了公路工程施工項目的數(shù)量，由于城市人口的增多以及人們生活水平的提高，人們對公路施工的要求也逐漸提高。在對公路進行施工的過程中，會受到各種各樣因素的影響，比如復雜地形、特殊的地質環(huán)境等的影響，這就需要工作人員加強對施工現(xiàn)場的勘察。使用無人機可以保證低成本的前提下提高勘察的精準度和數(shù)據的分辨率，拍攝的范圍也比較大，具有一系列的優(yōu)點，在復雜的公路建設工程中具有舉足輕重的地位和其他測量工具無法比擬的優(yōu)勢，本文對無人機在復雜公路建設中的應用進行分析。

【關鍵詞】無人機;測量技術;復雜公路;建設要求;技術應用

目前，我國在對公路進行建設施工的過程中，在測繪方面會用到多種多樣的測繪方法，其中最常用的方法包括以下幾種：RTK測量法、全站儀測量法以及傳統(tǒng)的航空測量法等，不同的測量方法具有不同的功能，也適用于不同的場合，因此，在實際的施工過程中，工作人員要根據實際施工的需求，選擇相應的測量方法。RTK測量法、全站儀測量法在實際的測量工作中，對人力、物力以及財力等的要求比較高，一旦遇到地形過于復雜的情況，這兩種測量方法就無法發(fā)揮實際的作用，測量數(shù)據的精確度不高;對于傳統(tǒng)的航空測量法，這種方法在使用的時候需要大量的資金投入，因此成本費用比較高，并且機動性相對較差，遇到惡劣天氣也無法正常工作，容易受到天氣的影響。隨著無人機測量技術的出現(xiàn)，大大彌補了之前的測量漏洞，這種方法的測量效率比較高，成本較低，精確也比較高，具有極大的優(yōu)勢，再加上無人機低空航拍技術的飛速發(fā)展，該技術在快速檢測、危險區(qū)的測繪以及人煙稀少的地方，甚至是人類到達不了的地方進行測繪方面都發(fā)揮著巨大作用，所以，在這樣的情況下，對無人機測量技術在復雜公路中的應用具有十分重要的意義。

1、無人機技術的工作原理及其測繪流程

1.1無人機技術的工作原理

當使用無人機技術對復雜公路施工中進行航測的時候，其工作原理主要是通過較為先進的低空飛行技術，在衛(wèi)星導航技術以及慣性導航技術等的支持下，借助攝影測繪技術，進而形成一套自動化的測量模式，并將這種模式廣泛應用于土地測量、資源測量以及環(huán)境測量工程中，以此來獲得測繪所需要的各種數(shù)據信息，為以后的工程施工奠定堅實的數(shù)據基礎。同時，在使用無人機進行測繪的時候，人們可以通過可視化的過程，及時了解操作過程，并且與計算機和圖形圖像軟件結合起來使用，這樣就可以獲得較為先進和準確的圖像[1]。

1.2無人機技術的測繪流程

在對無人機的工作原理進行分析的同時，得出其主要的測繪流程，主要分為以下幾種：首先是進行方案設計，再做航拍之前應做的準備，準確掌握實際拍攝過程、測量控制點的定位以及圖像的測繪和資料的整理。在具體的操作過程中，還可以細分為接受任務、設計項目、控制測量、無人機進行航拍、空三加密、外業(yè)補測、進行內業(yè)邊際、檢測測繪過程、檢查回放、對制圖進行修改、做好信息輸出工作等，并且在無人機測繪的實際過程中，工作人員要確保嚴格按照以上流程進行操作，規(guī)范施工，減少后期的麻煩，盡可能降低出錯概率[2]。

2、無人機測量技術在復雜公路中的具體應用

2.1內業(yè)測圖以及空三計算

無人機測繪工作中最基礎的就是要進行空間的加密計算，在進行該項工作的過程中，要注意以下幾個施工事項：首先，數(shù)碼相片的坐標殘差需要在一定的標準范圍內進行，應該滿足相應的需求，在執(zhí)行定向計算的時候，工作人員可以通過邊框來進行，當對坐標進行校正的時候，需要注意相點上的內測坐標要與主點的位置，當出現(xiàn)誤差的時候，盡量將誤差降到最小，并且在后期的整合計算中，不可忽視該誤差的計算。當出現(xiàn)較大的誤差時，則可以利用自檢校平差的方法來進行消除。其次，在進行定向校平的時候，要保證各連接點的分布要盡量均勻，并且自動點的數(shù)量應該超過30個;執(zhí)行絕對定向平差計算工作的時候，可以采用將街邊工作分為3個區(qū)域的方法。第三，在進行業(yè)內測圖的時候，需要對全野外的刺點測圖進行觀察，在野外作業(yè)工作完成之后，就可以對不符合要求的地物進行了解，并完成補測工作，然后就可以在模型上進行描繪，通?？梢赃x擇測標的方法。第四，當進行野外高程作業(yè)的時候，需要對樹木隱蔽的密集區(qū)域進行重點測量，在確定好測量參數(shù)的前提下規(guī)范測量，并在高程較大的地方采取機增設計數(shù)點的方法。最后，就是對測圖范圍內的各級道路等進行計算測繪，在這個過程中，要盡量將建筑物周邊的植被和土地進行準確的劃分，區(qū)分經濟林和用材林，并且還需要將果園、蔬菜園、水田以及是旱田進行準確的標注，并盡可能保證標注的明顯，然后將矢量地形圖進行格式上的轉換，再轉換為地形圖的格式，在這個轉換過程中，通常采用CASS軟件系統(tǒng)進行轉換[3]。

2.2進行航空攝影以及測控

公路的修建需要做好對線路的測量和監(jiān)控，在這個過程中，可以利用全站儀導線，將其與GNSS進行靜態(tài)的結合，進而對線路展開測量和控制，其次，當對航線進行設計的過程中，盡量將飛機架次設計為4個，并按照相應的寬度標準對飛機的航線進行設計。當進行航拍攝影的時候，對天氣的要求比較高，在天氣越好的情況下，能見度就會越高，最終的拍攝效果也就越好，所以，為了獲得更精準、更高質量的拍攝成果圖，就需要盡量選擇在最佳航攝的時間來對其進行測繪。除此之外，在測繪的過程中還需要對像片的控制進行設計，在確定好最終的控制點時，使用標準尺寸下的方形圖案對其進行噴繪，利用三角符號將其標記。在地理環(huán)境比較復雜的情況下，除了基本的對路線周邊的路線進行測繪和設置之外，還需要布設布標，這樣做的目的是為了保證無人機可以進行準確的校正，進而對像片的控制點進行測量，從而進一步提高測量的精準性，增強控制點的精度。

2.3對控制點進行相關操作

當對控制點進行操作的時候，對其進行測量和布設是十分重要的操作。首先，應該保證像片控制點的設計是在一定的標準下進行的，采用1.5m的方形本來對其進行繪制，通常將控制點繪制成三角形的形狀，顏色也以黑白相間為主。其次，當像片的控制點在森林比較密集的環(huán)境下的時候，在航拍的時候就需要在公路的中線周邊對其控制點進行人工的布設和裝設，這樣可以進一步提高測繪數(shù)據的精確度，保證后期圖片在成圖時的清楚。最后，測量像片的控制點的時候，可以采用多種的測量方式，為了充分保證測量的準確度，提高測繪的效率和質量，常用的測量方法主要有GNSS靜態(tài)測量、RTK、全站儀導線測量以及GNSS等，從而減少就后期的反復測量工作，推動測繪工作的有序進行[4]。

2.4對成果的精度以及外業(yè)的測繪進行檢查

在國家的相關規(guī)定下，當進行外業(yè)調繪的時候，可以根據所要測繪的要求，利用地形圖打印紙來對其進行修改和調繪，在這個過程中，就需要保證調繪數(shù)據的精準性，保證對電力線、電纜以及電桿等的標記，并對各個線路的走向進行詳細的了解。另外，要對測繪區(qū)域內的公路情況、公路的等級以及公路的寬度等實際數(shù)據和地理位置進行詳細的記錄，并做好調繪工作。最后，在對耕地和的植被類型進行劃分的基礎上，還需要根據各個土地類型的不同農作物進行分類，盡量做到細致化和準確化，當對不同的地物進行統(tǒng)計整理的時候，還要對各個物理點的誤差進行詳細的記錄，盡可能滿足不同線路的設計要求，符合公路施工的規(guī)范要求，還要盡量實現(xiàn)地形測繪圖的高度準確性和成圖清晰化[5]。

結語：

綜上所述，在對無人機進行使用的過程中，隨著社會的發(fā)展，無人機也廣泛應用于復雜的公路建設中，并且具有很大的優(yōu)勢，不僅可以提高測繪的效率，還可以保證測繪的精準度，降低施工成本。使用無人機進行測繪，是建設復雜公路的關鍵，可以進一步降低測繪成本，滿足山區(qū)或者復雜路段的建設要求，更為重要的一點，是其可以為更多的公路建設項目提供有效的數(shù)據參考，有利于公路建設的長遠發(fā)展。

參考文獻：

[1]汪本榮.試析無人機傾斜攝影技術支持下的三維實景建?！渣S山市屯溪區(qū)為例[J].工程建設與設計，2020（06）：254-255+258.

[2]曾忱，鄒俊，林月峰.基于無人機可見光點云的輸電線路樹障隱患智能分析研究[J].電力設備管理，2020（03）：38-41.

[3]吳維國，宋慶志，束慶波，魏茂榮.無人機傾斜攝影測量技術在復雜電力工程勘測中的應用[J].通訊世界，2020，27（01）：229-230.

[4]賀業(yè)輝. GPS測量技術在高速公路施工中的應用研究[J].建筑工程技術與設計，2016（18）.

[5]尹恒，裴尼松，余梨.無人機技術在復雜公路中的應用研究[J].中外公路，2018，38（02）：1-5.