無人機(jī)攝影測量技術(shù)在公路工程勘測應(yīng)用探研

毛培才

摘 要：現(xiàn)階段，我國交通事業(yè)發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟，在這一過程中交通工程建設(shè)項(xiàng)目也隨之增加，而公路工程作為重要的交通項(xiàng)目對(duì)其施工標(biāo)準(zhǔn)也更加嚴(yán)格。伴隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中提出的高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的工程建設(shè)要求，我國對(duì)于公路工程勘測的數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性、圖片分辨率和精度，以及測量技術(shù)的靈活機(jī)動(dòng)性提出了更為嚴(yán)苛的要求。無人機(jī)攝影測量技術(shù)是一種較為新穎的室外工程測量技術(shù)，能顯著提高公路工程勘測的測量效率，為此，本文就無人機(jī)攝影測量技術(shù)在公路工程勘測中的應(yīng)用重點(diǎn)，展開了詳盡探研。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);攝影測量;公路勘測;應(yīng)用

0 引言

隨著無人機(jī)低空航空攝影測量術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，通過無人機(jī)低空傾斜攝影建立三維實(shí)景模型，然后直接在立體像對(duì)環(huán)境下進(jìn)行大比例尺數(shù)字化地形圖繪制，已經(jīng)在實(shí)際生產(chǎn)過程中被證實(shí)可行，成果各項(xiàng)精度均能滿足相關(guān)規(guī)范要求，這不僅能大大降低測繪作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，而且對(duì)測繪新技術(shù)的研究及應(yīng)用具有十分重要的意義，無人機(jī)攝影測量技術(shù)為公路勘測以及選線決策工作能提高強(qiáng)有力的提供數(shù)據(jù)支持。

1 無人機(jī)攝影測量技術(shù)相關(guān)概述

1.1 無人機(jī)通常分為以下四種類型

（1）大型無人機(jī)，其具有續(xù)航時(shí)間長、性能好、中型荷載量大等特點(diǎn)，但由于實(shí)際購買價(jià)格過高，所以導(dǎo)致實(shí)際使用率較低無人機(jī); （2）中型無人機(jī)，其有效荷載量適中，同時(shí)具備較穩(wěn)定的飛行姿態(tài)，因此是民用航測平臺(tái)青睞的對(duì)象;（3）小型無人機(jī)，其飛行的性能和姿態(tài)穩(wěn)定性都比較低，攝影效果也不如其他無人機(jī)，但其最大的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格比較便宜;（4）超輕型無人機(jī)，其載荷量很小，可使用的有效飛行測量時(shí)間比較低，同時(shí)飛行姿態(tài)的穩(wěn)定性低下，其容易受到風(fēng)力的影響，拍攝的影像效果也不好，但其在小型工程項(xiàng)目上的實(shí)用性較高。

1.2 經(jīng)濟(jì)性分析

（1）省人力，無人機(jī)攝影測量所需要的相關(guān)工作人員較少;（2）費(fèi)用少，無人機(jī)航測費(fèi)用較傳統(tǒng)人工測量的費(fèi)用來說要低很多;（3）所測數(shù)據(jù)精度高，由于項(xiàng)目中人為進(jìn)行數(shù)據(jù)的相關(guān)測量整理，其結(jié)果受人為因素的影響較大，而無人機(jī)攝影測量能很好的改善這個(gè)問題;（4）提高企業(yè)的效益，由于無人機(jī)攝影測量所需要的費(fèi)用低、同時(shí)工期較短，這使得企業(yè)在固定時(shí)間內(nèi)可以完成更多的時(shí)間，因此可以提高企業(yè)的效益，讓企業(yè)不斷的前進(jìn)、發(fā)展。

2 無人機(jī)攝影測量技術(shù)在公路工程勘測中的優(yōu)勢(shì)

2.1 受天氣和場地影響小、安全性

一方面對(duì)于無人機(jī)基本上不存在空域限制的問題，無人機(jī)在不下雨且風(fēng)力不至于過大的情況下就能順利起飛進(jìn)行測量工作，同時(shí)不需要專業(yè)跑道，只需用普通的平地即可開始工作。另一方面無人機(jī)測量具有較高的安全性，在氣候惡劣的環(huán)境下以及各種復(fù)雜地形的狀況下都能夠避免對(duì)駕駛員的傷害，因此，無人機(jī)測量技術(shù)可以應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較高的任務(wù)，同時(shí)讓更少的人員參與到危險(xiǎn)的測量當(dāng)中，保證工作人員的人身安全。

2.2 快速高效

利用無人機(jī)攝影測量技術(shù)可以非?？焖俑咝У墨@得所需的測繪影像，而且其所使用的設(shè)備簡單，在條件簡陋的情況之下，民用的單反相機(jī)也可用在攝影測量之上。

2.3 機(jī)動(dòng)靈活且運(yùn)行成本低

在公路工程勘測工作中，無人機(jī)測量所占用體積非常之小，并且其操作較為簡單為靈活，同時(shí)由于無人機(jī)的體積較小的原因，使得其在起飛和降落時(shí)并需要專門設(shè)置的跑道進(jìn)行配合，且便于存儲(chǔ)和攜帶。因此，使得其的使用更加的方便、靈活，同時(shí)減少運(yùn)行的成本。

3 無人機(jī)航測基本流程

對(duì)無人機(jī)航測基本流程的梳理，幫助技術(shù)人員從整體上，更加準(zhǔn)確地把握無人機(jī)航測技術(shù)的特點(diǎn)以及技術(shù)特性，為后續(xù)其在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(jī)航測技術(shù)依托于無人機(jī)技術(shù)、數(shù)碼相機(jī)技術(shù)，實(shí)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(jī)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(gè)領(lǐng)域，其作為現(xiàn)有航空攝影測量的有益補(bǔ)充，大大提升了航空測量的效率，無人機(jī)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(shí)際的使用需求。

4 無人機(jī)航測技術(shù)在公路勘測中的應(yīng)用

無人機(jī)航測技術(shù)在公路勘測中應(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(diǎn)，靈活調(diào)整應(yīng)用方案，確保無人機(jī)航測技術(shù)優(yōu)勢(shì)的有效發(fā)揮?；诂F(xiàn)階段公路勘測環(huán)節(jié)無人機(jī)航測技術(shù)使用經(jīng)驗(yàn)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(shí)踐環(huán)節(jié)出發(fā)，梳理無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用流程，明確應(yīng)用重難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)其在公路勘測中的合理使用。

西北某高速公路主線長度為47 km，寬度600 m，其中平原段長度為11 km，山區(qū)路段長度36 km，山區(qū)路段與平原路之間的高差為420 m，如果采取傳統(tǒng)的公路勘測方式，難以按照設(shè)定的精度與要求的時(shí)間完成相關(guān)測量工作。在實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，根據(jù)設(shè)計(jì)院意圖，組織人員實(shí)地進(jìn)行踏勘及像控點(diǎn)布設(shè)與測量。采取了CORS系統(tǒng)。在無人機(jī)航測中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)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(shí)際的勘測需要，對(duì)地面的分辨率、航高以及飛行路線進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(duì)無人機(jī)的曝光間隔以及航線間隔進(jìn)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)。

影像預(yù)處理，在完成影像資料的獲取之后，根據(jù)工作流程，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行內(nèi)業(yè)加密處理，借助于畸變糾正程序，對(duì)公路勘測區(qū)域內(nèi)拍攝的影像資料進(jìn)行畸變差改正。

空三加密，采取無約束自由網(wǎng)平差的方式，進(jìn)行空中三角測量平差。在完成上述操作后，使用加密軟件，對(duì)無人機(jī)航測區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)平差處理，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

數(shù)字測圖，在Mapping.Pips.Cloud軟件中，基于空中三角測量成果，利用立體像對(duì)，在立體像對(duì)上進(jìn)行全要素?cái)?shù)據(jù)采集。對(duì)于影像中能夠清晰判讀的地物、地形要素直接采集，并按照規(guī)范、圖式的要求進(jìn)行編繪成圖，對(duì)于隱蔽和植被遮蓋區(qū)域的地形、地物，在過程圖中加以標(biāo)記，通過外業(yè)調(diào)繪和實(shí)地全站儀補(bǔ)測方法完成。

DOM制作，利用完成的內(nèi)業(yè)加密點(diǎn)，生產(chǎn)DEM，再利用DEM對(duì)影像進(jìn)行微分矯正獲取DOM，并在此技術(shù)上，進(jìn)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(shí)也為后續(xù)輔助選線提供了數(shù)據(jù)參考。

5 小結(jié)

綜上所述，將無人機(jī)攝影測量技術(shù)應(yīng)用到公路工程勘測上，具有的獲取數(shù)據(jù)高效快捷，所需投入的人力物力低、不受空間環(huán)境等的限制、精度高等特點(diǎn)，這使其在公路勘測上面的應(yīng)用效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的方法。無人機(jī)攝影測量測技術(shù)對(duì)于公路勘測工作來講具有重要的意義，相信無人機(jī)攝影測量測技術(shù)會(huì)在實(shí)踐中不斷的改進(jìn)、發(fā)展、越來越成熟，開展無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用方案的探研，以期逐步構(gòu)建起完備高效的公路設(shè)計(jì)新模式。從而在公路工程勘測以及其他方面上也發(fā)揮自己的重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]佚名.無人機(jī)航測技術(shù)在公路勘測中的應(yīng)用及實(shí)踐[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（27）：262.

[2]李建勛.無人機(jī)攝影測量技術(shù)在公路工程勘測中的應(yīng)用[J]廣東公路交通，2017（4）：20-24.