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航空摄影测量技术在铁路工程中的应用
摘要:随着我国铁路的快速发展,铁路建设规模日益增大,对工程建设的质量提出了更高的要求。航空摄影测量技术是一种精度高、安全可靠的测量技术,在复杂地形测量和城市测绘中得到了广泛的应用。利用航拍技术解决了铁路工程测量中存在的问题,可以处理既有线路里程和中间线路的问题,又能确保其精度。航空摄影技术是我国测绘工作的一个重要技术支持。
关键词:铁路建设;摄影测量;工程测量;技术支持
1.航测技术进入我国铁路测量的必要性分析
1.1既有铁路测量
只有引进先进技术,方能满足我国铁路发展的需求。20世纪八十年代,由于实行了对外开放和改革,国民经济迅速发展,国家对铁路行业提出了挖潜、提高速度和提高运量的需求。由于国内铁路线长达数万公里,以当时的技术和技术水平,仅限于与铁路有关的建筑物进行在线测量,因此,将先进的测绘技术引进到现有的轨道测量中来是迫在眉睫的。1984年,铁道部专门设计院将《关于在铁路营业线上积极采用航测遥感技术的建议》寄给了李森茂部长。一九八五年三月,铁道部委托基本建设总局组织“铁道测量技术干部普及培训班”,由专业设计院讲授,主要由铁路局的有关部门领导担任。孙永福副部长在校庆仪式上强调,要把航空测量技术推广到铁路复测工作中去。从那时起,航空技术在现有线路上的应用迅速发展,目前已经是既有线路的一项重要技术。
1.2航测技术进入既有铁路测量产生巨大的社会经济效益
利用航空技术在既有铁路测量中的应用,可以大大缩短再测时间,其速度是地面手工测速的3~4倍。航空测绘的大比例尺地形图的品质优于手工地形图,可对现场测量、调查中的错误与缺陷进行检查、补充,从而得到精确、详细的铁路条形地图。铁路部门使用航空测量,可节约10%~20%的费用。根据统计,利用航空测量技术,在6年内完成了传统方法需要20年的重测,其成本只有陆地手工测量的50%。在现有铁路工程中引进航空测控技术,其主要功能是:(1)加速已有线路的重测工作,并及时建立反映线路实际情况的记录。(2)有效地解决了铁路土地的测绘问题,加快了铁路地籍的测绘工作。(3)可获得详尽、丰富、逼真、精确的地物地貌信息,使测绘结果的使用范围更广,地图覆盖面积比手工测得的要大。(4)利用航空测量技术,采集大量的图象资料,建立铁路工程用地等管理信息,提高铁路交通管理的科学性。
2.航空摄影测量技术的任务
航空摄影技术是一种比较先进的测量方法。航空摄影测量技术的研究工作包括两大部分:地形地貌的测量和无地形测量。地面测量是航空摄影技术中的重要工作,为了更好地理解地面的实际状况,必须对地面进行航拍,并按比例尺等比例精确标定。首先,要注意在地形测量中建立对应的影像库,确保照相影像能按照预先设定的比例进行复原。其次,要建立一个能帮助航空摄影测量数字化的资料库,确保各类型之间的参数变化能够及时准确地反映。最后,通过对地面观测资料的分析与掌握,可以在已知的地面资料的基础上,对整个测量地点进行全面的测量,并进行精确的还原。在进行地形测量时,必须重视测量数据的准确,要做到科学、合理的分工和标准化的工作。航空摄影技术的应用非常广泛,它不仅被用于地形测量,还被广泛的应用于其它的领域。在非地形测量中,航拍技术的目标不是地面,而是服务于其它方面,对各种指标进行测量,使得理论内容更为丰富。非地质学的发展在许多领域都有影响,比如帮助医学领域发展,帮助侦破案件,协助军事侦查,协助考古发掘,协助能源探测等等。航空摄影技术是我国国民经济发展的重要组成部分,它对人民的生活产生了深远的影响。
3.铁路工程测量中控制点的布设
根据GB7930-87《1:5001:10001:2000地形图航空摄影测量内业规范》和TBJ105-88《既有铁路测量技术规则》中的有关规定,在保证1:2000的基础上,对施工进行严格的控制。控制点布置受多种因素的影响,并针对不同的环境、具体情况采取不同的方法。通常,在“双5点”的情况下,单线的带状线路布置,即I型地形按照II型分布。另一种情况是,也可以在基线间隔中设置,通常在第6、12个基准区间中进行加密,这样就可以在局域网中增加一个控制点,从而检验加密的状况。然后利用D级GPS网络和四等水准网络进行监测。航拍技术照相图像清晰,即使在1:4000的情况下,照相图像也能清晰地显示,而且分辨率高、相幅小,可以减少调绘的难度,降低调绘工作的工作量,提高工作效率。
4.航空摄影测量的空中三角测量
由于数据和图像的不准确会造成地形地貌的判断误差,因此要保证航空图像数据的准确。空中三角测绘是数字化制图的一个关键环节,在空中三角测绘时,要对航拍过程进行标准化,利用PATB光束法平差软件对区域网络进行总体平差,根据实际情况,为了确保三角形的精度,可能需要人工介入。同时,要注意摄影师的摄影技术,要根据实际情况,选取合适的拍摄角度,并与照片的要求相结合。同时,要对影像资料进行科学的处理,严格的计算与论证,以确保资料的科学性,以提高航拍资料的精确度。
5.立体测图
在山地森林密集的地方,要应用立体测绘,与平原、丘陵地带的测绘不同,必须采用全数码照相技术。我们都知道,山地地形复杂,树木茂密,很难进行测绘,特别是三维航空摄影,很难采集到高程点。航空摄影测量要根据现场的实际状况,准确地进行测量,这就要求我们排除干扰。在密树区进行测量时,可以参照周边地形比较明显的采点。也可以使用全部现场的补测点。利用测标趋近法,借助脚板,将标尺插入茂密的树林中,一旦落下,标点就会自动散开,然后用脚板将标点抬起来,这样就能达到地面的高度,当然,这需要极高的控制力和空间感。采用手轮采集,等高线以实际测量值为准。采用各种方法确保航拍的精度。
6.外业调绘与检查补测
在进行测绘时,必须坚持“外业定性”、“内业定位”的原则,因而,进行外业调绘是数字化制图必不可少的一步。对于电力线、管线、光缆、行政区等内业测量不可见的外业补测,并进行补测结果上图,在此期间应注意对测量的最后一步进行检验,以确保航拍资料的准确性,因而,检查单位必须切实履行职责,规范检验程序。在航空摄影测量中,要做到品质检验的精确、结果的合理上交是非常重要的。
7.航空摄影技术在铁路工程测量中取得的经验与展望
7.1航摄产品的变化
铁路航拍通常采用黑白照片进行航拍,在技术和经济上都能很好地适应铁路航拍的要求。然而,随着时代的发展,1:2000比例尺的铁路地图仍然沿用传统的黑白照相方式,而当铁路枢纽或大站有特别需求时,就会采用彩色照相,而许多铁路局也开始要求对已有铁路进行真色航拍,并配以彩色正射影象,使已有铁路复测资料焕然一新。另外,目前的市场招标竞争日趋激烈,高技术含量的竞标成功率也较高,因此,在部分城市轨道交通工程中,逐渐开始使用大尺度的彩色航拍。
结束语
随着全球电子计算机技术的飞速发展,航空摄影测量技术在航空摄影测量领域得到了广泛的应用。航拍技术在铁路工程勘察中的重要应用,对我国铁路工程建设、运输安全、技术改造、科学管理等方面都有重要的作用。
参考文献
[1]张俊峰. 浅谈航空摄影技术在铁路工程测量中的应用[J]. 城市建筑, 2015(18):1.
[2]代喜庆. 航空摄影技术在铁路工程测量中的应用[J]. 百科论坛电子杂志, 2019, 000(020):649-650.
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