安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 安徽合肥 230088
摘要：将倾斜摄影测量技术引入公路建设中，契合了智慧交通、绿色交通的建设交通强国理念。本文重点研究了倾斜摄影测量在高速公路沿线环境数据获取与处理的技术难点和倾斜模型在设计、施工和运维全寿命周期的应用。
关键词：倾斜摄影测量；高速公路；BIM；设计
Application of oblique Photograph in the construction of Highway
Wang Xu1
（1. Anhui Transport Consulting & Design Institute Co.，Ltd. Hefei，230088）
Abstract：The introduction of oblique photogrammetry into highway construction conforms to the idea of building a strong transportation country with intelligent and green transportation. This paper focuses on the technical difficulties and the application of Oblique photograph in the environmental data acquisition and processing of the expressway，and the application of the tilting model in the design，construction and operation life cycle.
Key words：Oblique photograph；motorway；BIM；design
1 引言
为发挥现代信息技术在工程管理中的作用，交通运输部要求在公路初步设计阶段要统筹应用BIM技术和GIS技术进行方案研究和论证，提高方案比选的全面性和针对性。在施工图设计阶段要着重利用BIM技术提升设计精细度，对复杂结构工程利用BIM技术进行模拟验证，对改扩建工程施工方案和交通组织的协调性进行检验。
2 无人机倾斜摄影测量概述
2.1 无人机倾斜摄影测量技术
倾斜摄影测量技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，它打破了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界（1）。
而无人机航测系统是高分辨率及高精度影像获取和处理的崭新技术，它以无人驾驶飞行器为飞行平台，负载数码相机进行拍摄，通过倾斜摄影测量技术，实现对三维立体地理信息的快速获取。
相比于传统的数据采集方法，无人机航测系统具有体积小、重量轻、快速获取影像、飞行条件需求较低、成本低廉等特点。采用倾斜摄影测量技术可以更全面的获取城区内建筑物、道路、水系、绿化、交通及其附属设施等高精度的原始影像数据。将影像数据和控制点信息导入自动建模软件，便可以生成测区三维模型成果，经过后处理编辑和加工，便可生成城区真三维地图。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2、倾斜摄影测量优势
由于采用航空遥感技术，使得倾斜摄影数据能够真实地反映地物信息，同时由于结合先进的定位技术，使得该数据具备精确的地理信息，赋予其更多的可量测性。倾斜摄影的优势体现在如下几个方面：
2.2.1 多角度反映地物信息
相对于正射影像，倾斜影像能让用户从多个角度观察地物，更加真实地反映地物的实际情况，极大地弥补了基于正射影像应用的不足。
2.2.2 可量测性
模型可直接进行包括高度、长度、面积、角度、坡度等量测，扩展了倾斜摄影技术在公路工程建设中的应用。
2.2.3 数据成本低
利用航空摄影大规模成图的特点，加上从倾斜影像批量提取纹理的方式，能够有效地降低三维建模成本。
3倾斜摄影测量建模关键技术
无人机数据采集与处理流程大致分为航测准备工作、地面控制点测量、数据采集、数据自动三维重建等步骤。
3.1 像控点布设
像片控制点是直接为摄影测量的控制点加密或测图需要而在实地布设并进行测定的控制点。包括仅具有平面坐标的像片平面控制点和仅具高程的像片高程控制点及同时具有平面坐标与高程的像片平高控制点。
3.2 数据获取
本项目飞行平台配置了大疆M600pro旋翼无人机和DAS-FIXED固定翼无人机，相机采用了双镜头倾斜相机，航线设计参数符合相关规定要求。
同时要求拼接影像应无明显模糊、重影和错位现象，影像反差适中、层次丰富、能辨别与摄影比例尺相适应的细小地物影像，满足外业全要素精确调绘和室内判读的要求。
3.3 三维建模
倾斜摄影测量技术在智慧城市等行业已经得到了广泛地应用，在公路工程行业也逐渐得到推广，但是依托本项目开展一百余公里进行倾斜摄影测量建模工作在国内尚属首例，无经验可循。针对各项技术难点，我们通过实践，提出了部分创新性的解决方案。
4 基于高速公路的倾斜摄影测量建模应用
本项目所获取的倾斜摄影测量模型是具有测绘级精度的三维模型，作为设计单位，怎么将倾斜摄影模型用于工程设计及设计施工一体化建设中，是我们需要解决的问题。
4.1 方案比选
在工可方案比选阶段，传统方式是在谷歌影像和1：10000地形图进行设计，实地踏勘不全面，往往不能充分考虑设计中所要获取的控制因素。倾斜摄影测量模型具有分辨率高，现势性高的优点，在倾斜模型上进行方案设计，可以直观地掌握方案与周边环境的相关关系，快速响应方案优化。
4.2 辅助外勘
利用倾斜摄影测量模型的直观性、现势性和精确性，设计阶段可以利用模型进行辅助外勘。遇到雨雪不利天气，或者人员不易到达地区，利用倾斜模型可以在室内进行判读，展开对房屋征拆、被交道路沟渠和杆线等工程范围内的调查，提高了工作效率，减小了野外工作风险。
4.3 设计环境校核
公路工程建设与周边地形地貌、环境和经济社会等多种因素息息相关，借助倾斜模型我们可以高效准确地还原工程范围内的场景。
4.4 工程模拟
CAD二维方式往BIM三维协同方式转变的是三维成果的展现，传统设计成果往往都是各种平面图或者渲染效果图，表现方式依靠设计说明或者设计交底，直观性不强，表现力不足，非专业人员不能第一时间领会设计意图。将建成后的工程实体模型化，内嵌到我们的真实场景倾斜模型中，实现了真正意义上的仿真模拟。
5 结语
本文介绍了适合于带状公路工程的倾斜摄影测量外业采集和内业数据处理的方式，同时阐述了该技术在设计阶段的实际应用，希望对相关设计人员对于测绘遥感新技术的理解有一定帮助。
参考文献：
[1]曲林，冯洋，支玲美等.基于无人机倾斜摄影数据的实景三维建模研究[J].测绘与空间地理信息，2015（3）：38-39.
[2]张祖勋.数字摄影测量学[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，1997.
[3]黄先锋，张帆，高云龙等.基于倾斜影像的城市场景隐式曲面重建[J].测绘通报，2017（31）.
[4]黄骞等.倾斜摄影技术在公路勘察设计中的应用初探[J].公路，2018（3）.
[5]杜海燕.DEM在公路勘察设计中的应用研究[D].西安：长安大学，2008.
论文作者:王旭
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/14
标签：测量论文; 模型论文; 无人机论文; 技术论文; 影像论文; 地物论文; 建模论文; 《防护工程》2018年第31期论文;