(江苏省地质工程勘察院 江苏南京 221018)
摘要:通过对移动测量技术的特点分析结合实际工程项目的应用情况可见,移动测量技术在测量工程的效率、人力成本、工程时长以及测量精确度等方面,都具有明显的优势。C关键词:移动测量技术;测绘工程;道路工程
引言
运用移动测量技术大大缩短了道路工程的工期,同时也提高了精度。通过分析移动测量技术的特点及原理,以某市三环路辅路改造项目为例,对移动测量技术在道路工程中的具体应用进行了详细阐述。
1、概述
移动测量技术是一种非常全面的自动化技术,它结合了导航系统、精确定位系统和先进视频系统,在工程机动车上安装了先进的检测装置,当机动车辆沿道路行驶时,基本道路状况、道路两侧的附件、相关地形图像以及动态视频和视频数据通过移动测量系统收集并存储在计算机中,最后过滤出道路施工所需的准确测量资料和图像数据。
2、移动测量技术的主要特点
2.1移动测量技术的独立性
这项技术的测量过程不需要传统的制图方法,而能够完全独立地绘制电子道路图。测量过程还可以同时提供道路地形状况、道路两侧设施的准确地理位置和立体图像等信息。目前的移动测量技术不仅提供了道路的真实照片,而且还提供了经济和人力数据的信息,以便查看数据结果。移动测量技术产生的数据由后台软件处理,与航空摄影和卫星遥感影像建立了透明的联系,从而能够准确地描述地理信息系统(GIS)的数据。该技术充分利用汽车驾驶技术,以60公里每小时的速度完成外业作业,迅速有效地开展测量工作。与传统制图方法相比,效率至少提高了10倍,整个测量和制图过程只用三人完成,从而避免了人力和物质资源等多种成本的投资。
2.2数据采集方式的多样性
该技术利用各种数据采集工具集成了数据采集传感器,为地理信息系统和三维空间系统数据采集的完整性、效率和可靠性创造了技术条件。虽然多传感器数据的综合处理比单传感器的处理先进得多,但系统的复杂性增加也带来了一系列新的挑战。例如,多个传感器描述的一致性问题、工作协调问题等。多传感器集成的关键是处理它们之间的选择和控制问题。
2.3属性数据的完整性
CCD视频系统用于记录整条道路和两侧的地物特性,形成闭环特性记录和检验系统,并确保地物特性的完整和质量记录。操作员还可以用手写或语音的形式填写属性记录器。对于路标,可以设置专门的属性记录器,上百种交通标记可以被设置成醒目的按钮,绘制时只需按按钮即可将属性特性保存到嵌入式计算机中。
3、国内外应用现状
在中国,提出了一种多传感器同步控制方法和综合参数标定,实现了车辆移动扫描系统的同步控制目的和集成。以POS集成技术为基础,建立了基于控制点的激光扫描数据高程校正模型,以道路工程为基础,论证了车辆移动扫描测量技术在实际工程中的应用,结果的可行性提出了移动测量系统的交通信号自动提取解决方案,分析了移动测量系统中包含的交通信号图像特征,并在此基础上提出了一种自动检测识别交通信号的合适方法,总结了一套交通信号自动提取工艺,最后,以上述理论为基础,设计了具有交通信号自动提取功能的模板。实验表明:该系统可以大大提高交通信号提取效率,降低运行成本。以地理空间信息服务的关键技术和要求为关键切入点,阐述了地理空间数据在地理空间信息服务中可以发挥的作用,分析了先进的地理空间数据采集和更新技术,提出了相应的移动测量技术结合IP-S2移动测量系统的相关技术特点,总结了一套更全面的道路工程测量应用,已成功应用于道路工程数据采集操作,为路面提供了高视觉地形图和三维图像结果,并对其进行了安装。通过在美国成功发射IKONOS遥感卫星,也表明了一个新时代的到来,即高分辨率卫星遥感时代。IKONOS图像包含分辨率为4m的四个多谱带和分辨率为1m的全色谱带。遥感图像没有地面控制点时,水平精度为12m,垂直精度为10m。对于高程精度为3m、水平精度为2m的地面控制点,这些技术参数使IKONOS卫星图像不仅能够充分解释区域公路网和经济设计的最新自然和经济现象,而且能够在不中断交通的情况下提高交通调查、建筑物调查和道路工程地质研究的可行性,并具有优势。
4、移动测量技术在道路工程应用
4.1工程概况
本文以某市三环路辅路改造项目为例,简要介绍移动测量技术在道路工程中的应用。该市地处东南沿海,三面环山,一面朝海,地质状态不稳定,三环局部路段建立在菜地、沙洲泥滩上,属于软基路段,运行一段时间后,路面沉降、破损严重。本次改造项目针对部分破损严重的辅道,全长约24km。因三环上车流量较大,采用传统的测量方法效率较低,在约定的工期内完成,需投入大量人力物力。为保证工期,节省成本,本项目引入了移动测量技术。
4.2项目实施
本项目作业过程主要分为前期准备、外业采集、数据处理及测图成图四个部分,其作业流程如下:
图1车载三维激光移动测量高精度道路测绘作业流程
项目下达后,我们根据项目设计范围及要求,进行实地踏勘,对测量车行驶路线进行了详细的规划。同时在覆盖测区的周边分段布设了GPS控制点,用于求取坐标转换参数及架设基准站。在线路每隔300m处选取一个标靶点,采用等级水准点作为起算,按附合水准测量方法分别测量其高程,用于数据处理时对点云数据进行高程改正。在外业工作开始前,我们先在选取的基站点上架设基准站,将标靶标志贴到选取的标靶位置,系统开机、初始化后测量车沿规划的行驶路线按约40km/h的速度匀速行驶,车辆沿所需改造的辅路行驶完后,沿线所需的高程数据同时也扫描结束,对数据进行下载后外业测量工作就完成了。测量车采集的数据下载完成后,内业数据处理部分首先对原始数据进行预处理,主要内容包括POS解算、高程改正、点云数据解析及影像数据解析等,完成后再对点云数据进行坐标转换,将所采集的数据转换至项目设定的坐标及高程系统上,然后对各种数据进行融合。以上操作完成后,移动测量车采集的数据才能真正应用于项目生产,点云数据矢量化完成后,可调入设计的道路中心线,提取道路中桩位置及其对应的横断面上各路面变坡点的高程,提供项目最终成果。
4.3成果验证
为检验成果精度,在纵横断面成果提取完成后,我们分段随机抽取了部分中桩点位,采用传统水准测量的方法对高程进行了验证,检测结果如下:
检测结果显示,成果高程精度优良,可满足项目精度要求。
结束语
在现代的道路测量技术中,移动测量技术是自动化程度较高的技术手段。其原理是:把精准度更加高的导航定位系统,视频系统,以及其他的多个类型的传感系统,组合安装在一辆用于道路检测的专用工程车内。在机动车进行移动时,传感器就会把收集到的信息(路面情况、道路两侧地形等)集中到计算机中,通过计算机软件的相关处理、编辑、传输到视频系统中,形成影像,并且可以通过分析得到使用者所需要的数据。
参考文献
[1]张成,车载移动扫描测量技术在公路设计中的应用[D],西安:长安大学,2017.
[2]麦照秋等.IP-S2 移动测量系统在某市三环路测量中的应用[J].测绘通报,2017,(12).
论文作者:韩亚刚
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第04期
论文发表时间:2019/6/11
标签:测量论文; 道路论文; 技术论文; 数据论文; 高程论文; 工程论文; 系统论文; 《城镇建设》2019年第04期论文;