陳 彬

(龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009 )

無人機航測技術(shù)在早期階段主要用于軍事領(lǐng)域、作戰(zhàn)偵查等方面，直到20世紀(jì)80年代開始應(yīng)用范圍才不斷的擴展，目前，隨著科技興國的興起，無人機航測在高速公路施工領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展，無人機影像技術(shù)是通過遙感等相關(guān)智能技術(shù)的結(jié)合，運用到高速公路的勘察、檢測、運營和養(yǎng)護等具體情況可以進行實時監(jiān)測的一種應(yīng)用工具。一般用于公路的設(shè)計階段(前期勘察設(shè)計)、應(yīng)用于公路施工階段(施工管理和環(huán)境監(jiān)測等)應(yīng)用于公路運營階段和公路的養(yǎng)護階段等。跟以往的高速公路檢測對比，具有很大的優(yōu)勢，成本低廉、用時短、比較靈活的掌握等特點應(yīng)用于公路的設(shè)計、施工、運營和養(yǎng)護等階段，有著傳統(tǒng)檢測方法無可比擬的應(yīng)用優(yōu)勢，在我國高速公路檢測上的應(yīng)用前景是非常廣泛的。

1 無人機航測技術(shù)在公路方面的優(yōu)劣

1.1 無人機航測的優(yōu)勢

(1)低成本檢測。目前市場上的小型無人機價格在幾萬元不等，加上相機鏡頭等配置，數(shù)萬元即可，而且，日常維護也比較簡單，因此，具體成本低廉的特點。

(2)工程計算的精確性。無人機技術(shù)是智能化的，是電子信息的結(jié)合，可以精確的檢測高速公路的路況等信息。

(3)對地貌影響可以高清還原。采用8 000千萬像素的數(shù)碼相機，配上1∶500比例尺，可以高清還原高速公路的地貌。

(4)節(jié)省測繪時間和對航測條件低標(biāo)準(zhǔn)。無人機技術(shù)可以節(jié)省時間，幾天就完成傳統(tǒng)技術(shù)需要數(shù)月完成的工作，大大縮短了時間，而且，無論在惡劣的條件下，不受環(huán)境影響，依舊可以使用。

1.2 缺點

無人機技術(shù)在高速公路上有廣泛的應(yīng)用前景，但是本身的技術(shù)也需要進一步的改進，雖然可以在惡劣的天氣環(huán)境下進行檢測，但是，由于機型比較小，比較輕，往往在風(fēng)雨交加的氣候影響，無人機也會受到影響，穩(wěn)定性比較差，拍攝會偏離，角度很難控制，GPS定位也會受到影響。

2 無人機技術(shù)應(yīng)用

2.1 無人機航測技術(shù)介紹

無人機航測技術(shù)在高速公路施工采用的是航測、無接觸的測量技術(shù)，可以提高效率，節(jié)省人工，航片是通過軟件構(gòu)成拼接和匹配的，后期，通過軟件倒出數(shù)據(jù)，可以隨意剪切航測數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)對比數(shù)據(jù)，批量處理數(shù)據(jù)，只要選擇好需要的區(qū)域，根據(jù)軟件要求，自動計算并出結(jié)果，可操控性比較強。

2.2 工作原理及現(xiàn)場實施流程圖

無人機航測技術(shù)采用復(fù)測控制點的技術(shù)確定，通常在測量的區(qū)域四周和中間設(shè)置平高控制點，達到100張照片具備6個有效控制點，而且至少在兩張影像上同時找到這些控制點要求，對航測的參數(shù)和飛行參數(shù)進行設(shè)定進行采集。

首先，確定控制點，建立測區(qū)，導(dǎo)入POS數(shù)據(jù)、照片等數(shù)據(jù)，無人機飛行控制是通過地面上無人機航測控制子系統(tǒng)的規(guī)劃路線設(shè)定；根據(jù)地面系統(tǒng)設(shè)置的航線和拍攝方式是由遙感空中子系統(tǒng)控制的，同時，將拍攝到的影像及POS數(shù)據(jù)自動存入到飛機的存儲器中。在系統(tǒng)中導(dǎo)入控制點的信息后，填寫實地的參數(shù)設(shè)置，就可以使用相關(guān)軟件進行自動處理，全自動控三加密，通過無人機獲取地形改造前后相同區(qū)域的數(shù)字正射影像DOM與數(shù)字高程模型DEM，然后將地形改造前后的DOM和DEM導(dǎo)入三維可視化分析軟件中。運用DOM選取需要計算土石方量相同區(qū)域的DEM，通過相關(guān)軟件的統(tǒng)計和計算，可以計算出改造過程中土石方的填挖方量。最后輸出成果文件，與原始測量方法獲取的數(shù)據(jù)進行對比，得出結(jié)果后編制相關(guān)的數(shù)據(jù)報告及操作手冊。

2.3 航測現(xiàn)場準(zhǔn)備工作

(1)確定控制點及像控點：為了方便后續(xù)航測工作的展開，我們考慮將控制點和像控點盡量布設(shè)在同一位置，這樣不僅能節(jié)省航測前期的準(zhǔn)備時間，也利于控制點和像控點的保留，以便后期數(shù)據(jù)的校核檢驗。布設(shè)方式采取每公里布設(shè)一個控制點及像控點，并成Z字型排列，直至涵蓋整個項目區(qū)域。需要施工方將控制點布設(shè)完畢后，測量并校驗其坐標(biāo)準(zhǔn)確性。

航測數(shù)據(jù)的精確度是受到控制點和像控點的精度直接影響的，因此，采用二等水準(zhǔn)測量技術(shù)進行航測的布點工作。

(2)進行航測：對現(xiàn)場環(huán)境進行考察，擬定一條合理的航線。為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，航測將采用多基站航測，即在多個控制點上架設(shè)基站，并保證其能夠涵蓋整個項目區(qū)域。

(3)數(shù)據(jù)處理及計算土方量：航測數(shù)據(jù)處理完畢后，創(chuàng)建施工各階段的地理信息模型，并計算其土石方量。

(4)編寫作業(yè)流程手冊：在施工的過程中遇到實際問題與無人機航測進行結(jié)合，編寫一套完整的無人機航測在施工過程中的作業(yè)流程手冊。

3 結(jié)論與展望

無人機航測技術(shù)是一種低成本，高效率，集合現(xiàn)代遙感技術(shù)和GPS技術(shù)等，在高速公路的施工領(lǐng)域起到了無可比擬的作用，有效的彌補了傳統(tǒng)的測繪技術(shù)帶來的弊端，結(jié)合發(fā)展的流行趨勢進行技術(shù)更新和在高速公路技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，是值得推廣的一項技術(shù)。目前，無人機檢測技術(shù)在高速公路施工中也存在著一定問題，缺乏針對公路領(lǐng)域的制定一些相關(guān)的無人機技術(shù)規(guī)范，在公路方面應(yīng)用的軟件和增加無人機檢測技術(shù)的培訓(xùn)，使更多的應(yīng)用無人機檢測的人員和行為變成專業(yè)的技術(shù)使用人員，規(guī)范的使用無人機檢測技術(shù)的方法。

隨著5G時代的到來，在網(wǎng)絡(luò)的保障下，無人機檢測技術(shù)在高速公路的領(lǐng)域得到了更高的發(fā)展和低延時性，在科技飛躍的發(fā)展下，無人機檢測技術(shù)在公路領(lǐng)域成為不可或缺的一部分。