无人机摄影测量技术在公路工程勘测中的应用

无人机摄影测量技术在公路工程勘测中的应用

柳州市勘查测绘研究院545006

摘要:最近这些年,无人机摄影测量技术得到了迅猛的发展。无人机摄影测量技术相对于传统测量技术来说具有数据获取方便、不易发生事故、操作方便快捷、空间地域限制性小等优点,这使得无人机摄影测量技术应用的范围越来越广。本文就针对公路勘测中的无人机摄影测量技术,首先对无人机摄影技术的相关概述进行了介绍,其次对其相对于传统测量技术的优势进行了分析,最后对将无人机摄影测量技术应用对公路工程勘测进行了相关研究。

关键词:无人机摄影测量公路工程勘测应用

随着中国特色社会主义经济建设的迅猛发展,我国诸多部门都通过应用无人机摄影测量技术获得了大量的航空摄影测量数据等,公路工程勘测是设计公路选线的重要环节,在过去,由于无人机等技术相对比较落后,一般采用传统的人工测量,比如通过数字测图利用全站仪、GPS接收机等仪器进行数据测量,精度高,但周期长,人工成本高。而随着无人机摄影测量技术的发展并将其应用到公路工程勘测当中,周期长,人工成本高等问题就迎刃而解了。

1无人机摄影测量技术相关概述

1.1无人机分类

无人机通常分为以下四种类型:①大型无人机:其具有续航时间长、性能好、荷载量大等有点,但由于实际购买价格过高,所以导致实际使用率较低。②中型无人机:其有效荷载量适中,同时具备较稳定的飞行姿态,因此是民用航测平台青睐的对象。③小型无人机:其飞行的性能和姿态稳定性都比较低,摄影效果也不如其他无人机,但其最大的优点是价格比较便宜。④超轻型无人机:其载荷量很小,可使用的有效飞行测量时间比较低,同时飞行姿态的稳定性低下,其容易受到风力的影响,拍摄的影像效果也不好,但其在小型工程项目上的实用性较高[2]。

1.2经济性分析

①费用少,无人机航测费用较传统人工测量的费用来说要低很多;②省人力,无人机摄影测量所需要的相关工作人员较少;③所测数据精度高,由于项目中人为进行数据的相关测量整理,其结果受人为因素的影响较大,而无人机摄影测量能很好的改善这个问题;④提高企业的效益,由于无人机摄影测量所需要的费用低、同时工期较短,这使得企业在固定时间内可以完成更多的时间,因此可以提高企业的效益,让企业不断的前进、发展。

2无人机摄影测量技术在公路工程勘测中的优势

2.1快速高效

利用无人机摄影测量技术可以非常快速高效的获得所需的测绘影像,而且其所使用的设备简单,在条件简陋的情况之下,民用的单反相机也可用在摄影测量之上。

2.2机动灵活且运行成本低

在公路工程勘测工作中,无人机测量所占用体积非常之小,并且其操作较为简单为灵活,同时由于无人机的体积较小的原因,使得其在起飞和降落时并需要专门设置的跑道进行配合,且便于存储和携带。因此,使得其的使用更加的方便、灵活,同时减少运行的成本[3]。

2.3受天气和场地影响小、安全性高

一方面对于无人机基本上不存在空域限制的问题,无人机在不下雨且风力不至于过大的情况下就能顺利起飞进行测量工作,同时不需要专业跑道,只需用普通的平地即可开始工作。另一方面无人机测量具有较高的安全性,在气候恶劣的环境下以及各种复杂地形的状况下都能够避免对驾驶员的伤害,因此,无人机测量技术可以应对风险较高的任务,同时让更少的人员参与到危险的测量当中,保证工作人员的人身安全。

3无人机摄影测量技术在公路工程勘测中的实际应用

3.1无人机摄影测量技术的工作流程

无人机主要按照以下流程完成摄影测量工作:布置像控点并进行相关测量→利用无人机进行摄影测量→进行像控点测量并对相机进行校验→无约束平差、网平差与内业立体测图→制作DEM与DOM→制作可视化模型→整理分析摄影测量的结果数据[4]。

(1)布置像控点并进行相关测量。通过CORS系统,使用系统本身所提供的相关参考数据,将数据转换为地方坐标系对应的数据,然后再现场进行摄影,同时将相关的点位信息以表格的形式呈现出来,以供其他相关的环节使用。

(2)相机检校。根据无人机所使用的相机本身的功能及特点,借助相关的方法,通过共线方程,取像点坐标,以此为观测数值,对相机的各项参数进行计算分析,从而使其达到使用标准。

(3)摄影测量。根据技术规范的规定,结合地面分辨率,确定具体无人机具体的飞行线路和飞行高度,其中无人机的飞行高度包括相对飞行高度与绝对飞行高度。然后基于航空测试图的各个特征,并根据所要勘测区域范围内环境地形等本身存在的条件,无论是航线之间的间隔,还是曝光的间隔,都应该随着实际情况进行动态的变化。

3.2具体应用方式

在进行公路工程勘测的前期规划选址或初步规划设计过程中,相关技术管理人员通过无人机影像资料、内业数据以及生成的数字模型和正射影像图判读分析,就可以根据目前存在的条件情况对选址范围或初步规划设计进行优化调整和完善。这样既可以有效避免前期设计对需要勘测地形人工估算精度低的问题,又可以减少前期规划过程中由于了解的不充分导致的各项错误估计和人力、物力的浪费。

3.3测量精度的分析

对无人机摄影技术测量出来的数据进行测绘精度分析时,可以根据之前在测量区域布置下的控制点来进行分析,同时其测量的精度一般分为平面和高程两方面。通过计算二者数据的平方根,可以算出测量区域的平面误差和高程误差。通过之前实际的实践,我们可以从其得出的实际数据得知,通过无人机摄影测量技术得到的测量数据虽然存在一定的精度误差,但已足以满足工程需要且符合相关技术规范,同时其对危险复杂地形的公路勘察工作具有明显的优势。

4小结

综上所述,将无人机摄影测量技术应用到公路工程勘测上,具有的获取数据高效快捷,所需投入的人力物力低、不受空间环境等的限制、精度高等特点,这使其在公路勘测上面的应用效果远远优于传统的方法。无人机摄影测量测技术对于公路勘测工作来讲具有重要的意义,相信无人机摄影测量测技术会在实践中不断的改进、发展、越来越成熟,从而在在公路工程勘以及其他方面上也发挥自己的重要作用。

参考文献:

[1]李建勋.无人机摄影测量技术在公路工程勘测中的应用[J]广东公路交通,2017(4):20-24.

[2]魏方震,武少丰,吉世鹏,杜洪涛.天宝UX5无人机航测系统在公路勘察设计中的应用[J]测绘通报,2015(3):138-139.

[3]李辉.无人机航测在高速公路勘测中的应用及经济性分析[J]价值工程,2016(25):259-261.

[4]冯明磊.无人机摄影测量技术在公路勘测中的应用[J]智慧地球,2018(7):57.

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