摘要：新时代到来背景下，无人机摄影测量已逐渐演变成为当前公路工程测量的主要途径之一，其精准度较高的测绘成果不但能极大缩短公路测量周期，还能进一步优化公路线路设计方案，创造更高社会效益。无人机航测成果有DOM（数字正射影像图）、DTM（数字地面模型）、DLG（数字线划地图）、三维实景模型等本文主要对无人机测绘成果在高原公路测量中的应用展开详细分析探讨，在此仅供相关行业参考借鉴。
关键词：无人机；测绘成果；公路测量；高原；应用分析
根据相关调查显示可知，以往传统公路测量方法因受地理环境复杂、里程较长、工作量较大及作业周期较长等因素影响，根本无法满足当前社会下的公路勘察实际需求，并且传统测量方法还普遍具有投资成本较高和使用不够灵活等缺陷，因而没有得到大范围普及推广。随着科学技术水平的不断提高，无人机逐渐以成本费用较低、受外界影响较小、灵活多变及操作方便等众多优势渐渐出现在人们面前，并开始应用到公路线路测量，成为测量数据采集的主要手段之一，为公路各方面工作的顺利展开提供了极大便利性帮助。特别是在高原地区，由于缺氧使人的行动力大大降低，外业测量会花费更多的作业时间。高原树木稀少，植被低矮稀松，采用无人机摄影测量更容易获取到更准确的地形数据。
一、关于无人机的数据处理流程阐述
无人机摄影测量系统主要是由飞行平台、飞行控制系统、照相机、地面监测系统等组合而成。无人机航空摄影测量分外业和内业两部分工作，流程如下：外业工作先根据卫星地图规划设计出飞行航线，然后采用无人机获取测区照片，再进行外业像控点测量；内业工作利用外业获取的照片、POS数据、像控点数据进行一系列详细化的数据处理分析，得到测区DOM、DTM、DLG、三维实景模型等数据成果，便于为公路设计提供切实可行参考依据。
二、DOM（数字正射影像图）分析概述
DOM（DOM,Digital Orthophoto Map）数字正射影像图，是对航空（或航天）相片进行数字微分纠正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。
无人机航测获取的照片经过处理后得到的数字正射影像图，具有地图几何精度和影像特征，信息丰富、直观逼真、现势性强等优点。在进行道路选线时，正射影像图叠加上数字线划图，能更好的反应出地形与周围环境的关系，方便对路线走向进行综合判断。对路线方案的比选更直观，更容易对路线经过地段的征地、房屋拆迁、青苗赔偿、电力电信拆迁等费用进行估算，节省了外业调查时间，缩短了路线选线的周期，提升了工作效率。
图1 正射影像图
三、DTM（数字地面模型）的应用研究
DTM（Digital Terrain Model)数字地面（或地形）模型，是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一种模拟表示。x、y表示该点的平面坐标，z值可以表示高程、坡度、温度等信息，当z表示高程时，就是数字高程模型，即DEM（Digital Elevation Model）。
公路横断面测量就是测定与公路中线正交方向上地形的起伏情况，横断面测量包括的方法如下：1．高速、一级、二级公路横断面测量应采用水准仪-皮尺法、GPS RTK法、全站仪法、经纬仪视距法、架置式无棱镜激光测距仪法；2．无构造物及防护工程路段可采用数字地面模型方法、手持式无棱镜激光测距仪法；3．特殊困难地区和三级及三级以下公路可采用手水准仪法、数字地面模型方法和手持式无棱镜激光测距仪法、抬杆法等[1]。由于西藏高原植被稀松的原因，在内业处理过程中能更容易、准确的用软件剔除掉植被，获得更准确的数字地面模型。对于三级及以下公路横断面测量可采用方法3从数字地面模型中提取出横断面数据。经过对多组DTM点云数据分析，点间距为0.5米的数字地面模型所获得的横断面数据能准确的反应出地形特征。DTM点云数据如果采用点密度更高、点间距更小的数据，会造成DTM点云数据庞大，编辑DTM软件运行缓慢，处理生成横断面数据的软件无法打开等问题。
总体来说，通过无人机航空摄影测量获得的高原地区数字地面模型大大降低了人力和物力资源的消耗，获取的数字地面模型精度完全能满足三级及以下等级公路横断面测量精度需求。但是对于高速、一级、二级公路横断面测量来说，无人机航测并不能彻底取代传统测量方式，特别是在植被覆盖较密集地区，仍需采用传统方式与无人机测量相互补充，这样才能更好的完成公路横断面测量工作。
图2 点云读取横断面
四、DLG（数字线化图）的应用介绍
DLG（Digital Line Graphic）数字线划地图，是与现有线划基本一致的各地图要素的矢量数据集，且保存各要素间的空间关系和相关的属性信息。在数字测图中，最为常见的产品就是数字线划图，外业测绘最终成果一般就是DLG。
对于公路设计工程来说，就是将数字线化图作为主要参考依据，将路线平面线形融合其中形成的路线平面图。能说明道路路线的平面位置、道路线型状况、沿线地形和地物、纵断标高和坡度、路基宽度和边坡坡度、路面结构、地质状况以及路线上的附属构造物，如桥涵、通道、隧道、挡土墙的位置及其与路线的关系[2]。
图3 数字线画图
五、三维实景模型的介绍
三维实景模型一般用Bentley公司的ContextCapture Center软件制作，可以生成3mx、3sm、OBJ、FBX等格式文件，能为不同BIM软件提供三维实景数据。利用BIM软件进行方案设计更加直观，三维比二维平面更能体现出路线与地形的关系，更有利于路线方案的比选。三维实景模型还能在公路设计内业阶段提供项目实景作为参考，减少了内业过程中去项目现场补调资料的过程，既节约了反复出外业的时间，又能实时与设计进行比对，更利于选择最优的设计方案。
图4 三维实景模型
结束语：
总而言之，随着科学技术水平的不断进步，无人机摄影测量技术手段也逐渐趋于完善状态，将其应用到公路测量中去不但能大大节省工程项目投资成本，还能有效缩短施工周期。但总体来说并非无人机测绘手段能处理所有问题，仍需各种测绘方法相互协调帮助，只有这样才能顺利完成公路测量工作，充分保证最终测绘结果准确性，进一步突出无人机测绘成果，实现无人机测绘成果在公路测量中应用的最佳成效。
参考文献：
[1]JTG/T C10-2007.公路勘测细则[Z].北京：人民交通出版社.
[2]本书编写组编.市政造价员专业与实操[M].北京：中国建材工业出版社,2015.04:65
论文作者:曹迪锟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/13
标签：无人机论文; 测量论文; 数字论文; 公路论文; 横断面论文; 模型论文; 射影论文; 《基层建设》2018年第21期论文;