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        無人機測量技術(shù)在復(fù)雜公路中的應(yīng)用研究

        2020-06-08 10:21:05肖曉東
        關(guān)鍵詞:技術(shù)應(yīng)用

        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(fù)雜地形、特殊的地質(zhì)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(jù)的分辨率,拍攝的范圍也比較大,具有一系列的優(yōu)點,在復(fù)雜的公路建設(shè)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(fù)雜公路建設(shè)中的應(yīng)用進行分析。

        【關(guān)鍵詞】無人機;測量技術(shù);復(fù)雜公路;建設(shè)要求;技術(shù)應(yīng)用

        目前,我國在對公路進行建設(shè)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(jù)實際施工的需求,選擇相應(yīng)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(fù)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(jù)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(shù)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(shù)的飛速發(fā)展,該技術(shù)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(shù)在復(fù)雜公路中的應(yīng)用具有十分重要的意義。

        1、無人機技術(shù)的工作原理及其測繪流程

        1.1無人機技術(shù)的工作原理

        當使用無人機技術(shù)對復(fù)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(shù),在衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)以及慣性導(dǎo)航技術(shù)等的支持下,借助攝影測繪技術(shù),進而形成一套自動化的測量模式,并將這種模式廣泛應(yīng)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(jù)信息,為以后的工程施工奠定堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。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(jié)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(shù)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(shè)計,再做航拍之前應(yīng)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(wù)、設(shè)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(nèi)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(shù)在復(fù)雜公路中的具體應(yīng)用

        2.1內(nèi)業(yè)測圖以及空三計算

        無人機測繪工作中最基礎(chǔ)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(nèi)進行,應(yīng)該滿足相應(yīng)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(nèi)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(yīng)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(nèi)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(shè)計數(shù)點的方法。最后,就是對測圖范圍內(nèi)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(jīng)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(zhuǎn)換,再轉(zhuǎn)換為地形圖的格式,在這個轉(zhuǎn)換過程中,通常采用CASS軟件系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)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(dǎo)線,將其與GNSS進行靜態(tài)的結(jié)合,進而對線路展開測量和控制,其次,當對航線進行設(shè)計的過程中,盡量將飛機架次設(shè)計為4個,并按照相應(yīng)的寬度標準對飛機的航線進行設(shè)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(zhì)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(shè)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(fù)雜的情況下,除了基本的對路線周邊的路線進行測繪和設(shè)置之外,還需要布設(shè)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(guān)操作

        當對控制點進行操作的時候,對其進行測量和布設(shè)是十分重要的操作。首先,應(yīng)該保證像片控制點的設(shè)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(shè)和裝設(shè),這樣可以進一步提高測繪數(shù)據(jù)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(zhì)量,常用的測量方法主要有GNSS靜態(tài)測量、RTK、全站儀導(dǎo)線測量以及GNSS等,從而減少就后期的反復(fù)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(guān)規(guī)定下,當進行外業(yè)調(diào)繪的時候,可以根據(jù)所要測繪的要求,利用地形圖打印紙來對其進行修改和調(diào)繪,在這個過程中,就需要保證調(diào)繪數(shù)據(jù)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(nèi)的公路情況、公路的等級以及公路的寬度等實際數(shù)據(jù)和地理位置進行詳細的記錄,并做好調(diào)繪工作。最后,在對耕地和的植被類型進行劃分的基礎(chǔ)上,還需要根據(jù)各個土地類型的不同農(nóng)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(shè)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(jié)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(yīng)用于復(fù)雜的公路建設(shè)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(shè)復(fù)雜公路的關(guān)鍵,可以進一步降低測繪成本,滿足山區(qū)或者復(fù)雜路段的建設(shè)要求,更為重要的一點,是其可以為更多的公路建設(shè)項目提供有效的數(shù)據(jù)參考,有利于公路建設(shè)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(shù)支持下的三維實景建?!渣S山市屯溪區(qū)為例[J].工程建設(shè)與設(shè)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(shè)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(shù)在復(fù)雜電力工程勘測中的應(yīng)用[J].通訊世界,2020,27(01):229-230.

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

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

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