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新型技术在公路测量测绘工程中的运用
摘要:交通运输业在社会经济体制的不断发展和完善下,实现了飞跃式的进步。尤其是公路项目,在交通运输建设工程中的数量占比越来越高,对于其质量要求也逐渐提升。测绘是公路工程的必要环节,可以提升公路建设的精准性,提升施工效率。基于此笔者展开以下分析,从公路测量测绘的重要性入手,探究测绘工程中新型技术的类型,和具体应用策略。
关键字:新型技术;公路;测量测绘工程;技术种类;具体运用
在信息技术不断普及的今天,测绘技术也得到了迅猛提升,测量技术设备越来越先进,工程建设质量、测量精准度也越来越高。公路勘探3s技术、无人机激光雷达技术、数字摄影测量技术、无人机倾斜摄影技术、BIM技术等,在现代公路桥梁工程建设中的应用越来越广泛。促进了工程施工环节中信息化和数字化发展。
一、公路测量测绘的新型技术的类型和应用
(一)无人机激光雷达技术
随着交通事业的逐步发展,对公路测量技术的要求也越来越高,如何提升公路测量的数据精准度,成为施工者首要面临的问题。在数字高程模型制作中,需要采集各种各样的坐标数据,传统的数据采集过程,需要飞机进行航空跟踪摄影,与地面测量相互配合,结合空中三角立体技术,测绘出相应坐标数据。但是这种测绘方式数据生成周期长,精准度不高,并且难度很大,并不适用当前建筑工程的施工现状。通过激光雷达技术的使用,无人机可以在短时间内快速获取大量的地表信息,精准度高,技术分辨率高,获取方式更加直接[1]。还可以直接将数据生成三维信息,比如通过DEM模型、DSM模型生成地形、地质、地貌、地表的三维信息,大量减少地面作业,降低人为操作的失误率。在具体的操作过程中,应该先确定数据采集范围,一般是测量公路两侧沿线的300m范围,将数字正射影像分辨率调整为0.2m,确保DSM模型高程插值精度的误差不能大于0.5m,之后根据实际情况设置无人机航线,开始进入航摄行为阶段,调整无人机摄影参数,包括航向重叠度、旁向重叠度、激光扫描角、激光扫描重叠度、CCD单元尺寸、航摄仪焦距等,参数分别为60%、30%、60°、23%、8 μm、28 mm。如果遇到不良天气,或者特殊地质情况,必须进行多次的测量,确保航拍数据精准度,之后对数据进行差分处理,控制GPS正反解差值,其中差值不能高于0.1m,之后利用激光点自动分类,修改DSM模型,在模型设置完毕之后对激光进行精细分类,导出地面点数据,最终生成数码影像数据,形成DSM模型。
(二)3s技术的类型和具体应用
3s技术主要指GIS 技术、RS 技术和GPS 技术,是建筑工程测量中常用的技术[2]。其中GIS技术就是地理信息系统,是环境科学技术之一,结合RS技术和计算机科学技术,更好地收集地理数据信息,并且通过空间科学技术,将地理数据采集信息进行储存和管理,提升测绘数据精准度。RS 技术也就是人们常说的遥感技术,最开始应用于航空领域,当前在工程测量过程中的应用也是极其广泛的。以航空摄影技术为依托,可以大规模、大范围、大面积的进行测绘观测,而且观测具有动态性和同步性,有利于测绘人员综合收集信息数据,确保信息有效性。GPS 技术就是指三维定位技术,也常用于导航服务,并且可以全面覆盖于整个公路建设工程项目,尤其是GPS PTK 技术,数据精确度极高,但是该种技术也存在一定的缺陷,那就是数据在进行采集时,有效性并不高,数据容易丢失,从而影响工程质量。在具体的施工建筑过程中,可以将CAD与GPS技相结合,提升设计规划的有效性与合理性,最终形成公路沿线的控制测量模式。GIS 技术就是指地理信息系统,利用遥感技术提升图稿数据分辨率,充分发挥全色光谱优势,将地理信息进行分级处理,最终获取地势信息。还可以与CAD进行集成,利用可视化功能,动态监视各种地理信息,收集遥感影像,构建公路分析模型,结合实际情况和客观因素,合理制定公路设计和建设。
(三)无人机倾斜摄影技术
无人机倾斜摄影技术,就是指将姿态定位系统、GPS系统、和多头相机相结合,共同构成摄影系统[3]。其中三者的分工和定位各有不同,分别是:记录曝光瞬间三个角元素、获取三个线元素、确定五个角度拍摄。在设计好无人机航线之后进行倾斜摄影,调整摄影角度,将航向重叠度和旁向重叠度调整为66%和30%。当获取到摄影数据之后,根据工程需要,如果要想生成三维模型,可以重新设置相机参数,将航向重叠度和旁向重叠度调整为70%和50%,在拍摄过程中也可以调整无人机姿态数据,校正定标参数,导入连接点坐标和GPS数据,通过多视影像联合平差控制点坐标。通过联合解算,进行影像密集匹配,从而生成DSM模型,经过操作人员的摄影纠正,最终生成三维建模。在具体施工建设过程中,测绘人员可以利用旋翼无人机,检查点三维坐标,通过RTK测量确定实地三维坐标,其中,相控点和检查点各自测量两次,并且取平均值,之后设置飞行高度、航向重叠度、多头相机曝光参数、旁向重叠度、相机倾斜角、地面分辨率、飞行速度等参数,将参数值维持在200 m、80%、70%、45°、5 m/s,之后正式启动无人机,通过人为操控进行无人机拍摄,拍摄频率维持在3 s/张即可。此外,要想提升数据的精准度,不能仅仅利用一台无人机,而是应该提高飞行架次,延长拍摄时间,尽量获取更多的相片。之后通过软件自动校正数据,导入影像数据和像控点文件,提取影像特征,最终完成三角测量处理,生成实景图像。
2、新型技术在公路测量测绘工程中的具体运用案例分析
为了探究新型测绘技术在公路建设工程中的运用,笔者以昆明市J大桥高速公路为例,分析测绘技术在地理信息系统、地形测量、变形观测等方面的应用。分别从设计阶段、施工阶段探究其具体测绘操作。J大桥高速公路为南北走向,全长超过4km,沿线地质情况较为复杂,因此施工难度较大。
(1)施工前期
在施工前期必须要对公路的基本情况进行测量,并且绘制地形图。利用VRS系统,测算基站的观测数据,准确获得定位信息,通过道路控制网,之后进行施工放样,绘制大比例地形图,通过GNSS接收,降低工作成本,只需要采集零散的测量点。并且结合绘图软件就可以将地形全貌绘制出来,提升测量效率。
(2)施工阶段
利用GPS技术进行控制网测量,获得毫米级精度,利用VRS动态测量,最终确定测点三维坐标,利用无人机拍照,利用GPS技术和数字摄影测量系统,精准把握公路地质情况、地形情况,获得三维坐标空间信息,减少人为勘测费用,提高勘测效率,并且将获得的地质信息上传到遥感图上,利用测量机器人安装公路架设,省时省力,最终实现施工高精度。
结束语:综上所述,新型技术主要包括无人机激光雷达技术,3s技术,无人机倾斜摄影技术等,促进了公路测量测绘的信息化和数字化发展。因此笔者建议应该将此类技术充分运用到设计阶段、施工阶段中,绘制地形图,准确获得定位信息,确定测点三维坐标,最终实现施工高精度。
参考文献
[1]黄森路. 测绘新技术在工程测量中的应用与展望研究[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊), 2019, 564(01):185-186.
[2]叶强. 测绘新技术在建筑工程测量中的应用思路研究[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2019, No.292(10):113-113.
[3]陈志华, 张俊贤, 张克铭,等. 云南高速公路无人机倾斜摄影测量实景三维模型建立方法改进及精度提高[J]. 测绘通报, 2019(S1):280-284.
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