王立爭 尹 晶

（遼寧省交通高等?？茖W校，遼寧 沈陽110112）

數(shù)字化技術越來越被應用于工程建設領域，應用無人機航測，生成三維實景模型傾在公路工程設計領域逐漸被使用。三維實景模型，具有地理坐標系統(tǒng)，真實反映測繪區(qū)域地形地貌特征。近年來由于建設行業(yè)BIM技術的興起，一定程度上也倒逼傳統(tǒng)測量手段的更新，無人機航測，三維實景模型的應用，得到發(fā)展。公路工程行業(yè)，勘察設計傳統(tǒng)地形測繪采用全站儀、RTK 等設備技術，進行點測量的方式。新的技術手段的應用將帶來巨大的變化。

無人機航測實景模型的出現(xiàn)不僅可以在公路設計前期提供出良好的解決方案外，也可以在后期公路應急、成果展示等多方案提供強有力的幫助。

某市生態(tài)廊道工程，項目業(yè)主要求工可研時間短，路線全長37.5km，寬度0.5km采用勘察設計傳統(tǒng)方法，時間緊，任務重，經綜合對比分析，最終采用新技術無人機航測實景建模技術，先生成三維實景模型，應用BIM軟件在實景模型上，進行公路選線定線設計。

1 無人機類型選擇

多旋翼無人機特點為體積小、重量輕、噪音小、飛行高度低，飛行速度慢。適合精度高，小面積航測。固定翼無人機由于續(xù)航長負重大的優(yōu)點較大區(qū)域的航測。根據(jù)本項目的特點，帶狀地形，路線比較長，同時工期你較短，以為做工可研調查，對精度要求相對不高，經過綜合考慮論證，最終決定采用手拋式固定翼無人機，同時搭載雙鏡頭相機。這樣滿足需求的同時，極大提升了數(shù)據(jù)采集的速度和效率。

2 布設像控點

帶狀測區(qū)，布點需要在帶狀的左右側布點，可以按“S”字型路線布點，按1:1000 的比例尺成果，每隔1000 米左右，設置相控點，使用GPS進行測設，采用北京54 坐標系，共設置相控點34 個，像控點的位置設置于平整，易識別位置。

3 數(shù)據(jù)處理

無人機航測產生的大量照片數(shù)據(jù)，應用建模軟件CC成圖。CC軟件具有集群功能，本項目采用7 臺專用圖形工作站，進行模型生成看，數(shù)據(jù)成果為3MX格式。首先建立BLOCK文件，導入照片數(shù)據(jù)，進行控制點的定位，然后進入空三解算，生成空三數(shù)據(jù)文件，檢查空三質量報告。合格后，進行模型制作。成果為帶有真實準確位置信息的實景模型。

建模過程中遇到幾個問題需求解決，空三加密后分層，分層后無法建模，應對空三設置進行更改，若像控點是均勻分布的應在相應控制點上，則通過多刺幾張不同鏡頭的照片的方式進行改進。當空三加密分層部位下無像控點，可使用軟件中設置連接點的功能，設置若干個連接點進行糾正。

模型出現(xiàn)水面漏洞可通過重建約束功能實現(xiàn)。先測量出漏洞邊緣高程，在谷歌相應位置繪制出相應水域并輸入漏洞邊緣高程，建立修復文件，在之前生成的模型產品中提交更新。

CC 刺控制點

3MX格式實景模型

4 路線方案設計

路線方案設計，采用BIM技術，應用本特利軟公路概念化設計軟件OpenRoadsConceptStation，首先在軟件中地圖上查找并選定到工程項目所在區(qū)域，選擇區(qū)域時，按夠用原則選用，不要選擇過大，同時選擇和實景模型相同的坐標系統(tǒng)BEIJING54，打開界面后，選擇軟件里面鏈接功能，注意鏈接文件的格式只有兩種，一種是3MX，另一種是3SM。

將3MX格式的實景模型鏈接進入概念化設計軟件，電腦界面出現(xiàn)整個實景模型，前提條件是上述步驟正確，否則模型鏈接不進來。

在實景模型上，選擇軟件道路選項，包括路面等級、交通量數(shù)據(jù)參數(shù)設置。軟件中路面寬度及結構為美國規(guī)范，所以需自建模板，模板參數(shù)按實際工程確立。

根據(jù)公路工程設計規(guī)范進行選線、定線，此時，選擇新建項目的路面參數(shù)的模板，選線的同時，公路的BIM模型就直接出現(xiàn)在實景模型上，可是實時動態(tài)調整路面的曲線半徑、縱斷高程，完成路線的線形設計。

選擇軟件中的橋梁菜單，可以選定橋梁的模型結構，可以選擇需要的基礎、上部結構等形式，在路線設置橋梁位置，插入橋梁模型，擬定橋梁，橋梁模型的跨境可以實時進行調整。

當路線設計完成后，BIM模型與實景模型結合一體，可以用統(tǒng)計工程量功能，軟件將根據(jù)設定的結構模板以及實景模型的地面高程，自動計算公路工程的土方工程量、路面材料工程量、橋涵工程量。

采用實景模型+BIM概念化設計軟件，可以直觀、準確的進行路線的初步設計，同時可以做到實時動態(tài)調整路線，數(shù)小時內，完成公路、橋梁、路燈等模型創(chuàng)建，最大限度地降低開發(fā)成本。

路線選線、定線

5 動畫輸出

通過概念化設計軟件可視化功能，將公路設計輸出動畫，可加入車輛、交通信號、全局照明、季節(jié)變化等等視覺效果。

傳統(tǒng)公路工程選線定線及初步設計，是在二維圖紙的基礎上進行，不能直觀展現(xiàn)實景情況，有一定的局限性和模糊性。而實景建模+BIM技術的應用，使公路初步設計在真實場景的三維條件下進行，地理位置信息符合規(guī)范要求，節(jié)約成本、節(jié)約時間、真實直觀、工程量準確、具有可視化等諸多優(yōu)勢，將給公路工程的傳統(tǒng)勘察設計帶來巨大的變化。