摘要：无人机技术与数字航空摄影测量的结合，已成为航空摄影领域一个新的发展方向，近年来随着低空无人机摄影测量技术的发展，以及普通数码影像引入数字图像处理及模式识别等理论和技术的成熟，无人机数字航摄系统以其机动灵活、经济和便捷等特点，应用范围和前景越来越广阔，特别是在小范围快速成图、建模方面显示出了其独特优势。文章重点就无人机航测技术在高速公路勘测及辅助选线中的应用进行研究分析，以供参考。
关键词：无人机；航测技术；高速公路；勘测；辅助选线
引言
为确保高速公路质量，构建完善的辅助设施，施工单位在勘测与辅助选线环节对于施工区域影像资料的分辨率有着极高的要求，以影像资料为基础，开展三维模型的搭建，为高速公路勘测以及辅助选线决策工作提供数据支持。
1无人机航测技术应用优势分析
1.1灵活迅速
在遇到突发事件比如自然灾害急需最新的遥感数据时，卫星遥感平台由于有其固定的运行轨道，过顶的时间和位置都是固定的，无法及时到达应急目的地；有人驾驶飞机在恶劣天气条件下，往往不能作业。但无人机反应迅速，升空准备时间短，根据需要可很快升空作业。由于无人机不需要承载驾驶员，所以必要时可在恶劣环境下进行作业。
1.2成本低廉
由于不需要承载驾驶员，不安装飞行人员驾驶设备、语音通信和安全设备，使得设计生产费用低廉，同时机身体积可以做得很小巧，加上可拆卸可折叠的设计，飞机在平时保存或者运输的时候可以只占用很小的空间，且方便运输。
1.3低高度飞行
无人机可以在千米以下的高度飞行，能够获得大比例尺高精度影像，在局部信息获取方面有着巨大的优势，同时，由于可以在云下飞行，所以在多云的天气条件下仍然可以获得清晰的影像数据，减小了天气对作业的影响。
2无人机航测技术在高速公路勘测中的应用
2.1无人机航测流程
无人机航测的基本流程从三个方面共同开始，即从实验室和现场两方面对数码相机进行检校；规划设计出外业航线并进行外业飞行；进行外业像控测量。之后对航测得到的影像进行预处理——自动排片；对测区的影像进行最优化选择；对影像的畸变进行预校正。之后对控制点进行量测同时自动提取出连接点。通过空中三角测量分别完成立体测图、DSM生成以及正射影像的生成和镶嵌，最后汇总各个结果进行精度检查。
2.2数码相机的检校
由于使用的相机镜头可能存在一定的畸变差，因此在实际进行航测之前需要对所使用的摄影相机的方位元素和畸变差检校，这一过程通过如下两种方式进行：第一，在实验室进行检校。在实验室里可以利用标定白板和标定软件对相机进行检校，标定白板上需要有特殊的几何关系标志，软件则需要能进行自动的目标检测，这种方法虽然不能应对复杂的状况，但很方便；第二，在室外现场进行检校。为了应对航测现场的复杂情况和无人机常见的姿态不稳现象，除了在实验室内进行检校外，还需要建立专门的室外检校场进行检校，这种检校方法和实际的航测作业工作很相似，按高程在地面分层并设置规则的地面标志点，无人机飞行时航线要注意高重叠并交叉，最后通过光束法整体平差来得出检校参数。
2.3测量实例
当进行山区公路的不稳定边坡处的勘察时，为了能以最快的速度获得测绘资料，可以应用无人机航测进行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了对该技术的系统精度进行检验，可以先以GPS测绘技术获取测区内部分标志点精度4cm内的精确坐标，这些点可以用于比照无人机的测绘数据，作为其控制点与精度的检查点。在外业飞行测绘开始前以软件设计飞行航线并检校摄影设备，外业飞行的工作完成后进行影像的优化选择，结合GPS导航数据与快速排片的软件处理影像，对模糊不清的影像予以排除，并确认是否有漏拍现象发生。为了消除相机透镜的畸变缺陷的影像，根据事先得出的检校参数预处理无人机取得的原始影像数据。此举是为了确保能自动提取连接点，并保证对控制点量测的准确程度。在进行平差后，所获得的数据即为测区影像的空间坐标与姿态信息，之后用摄影测量的专用软件进行立体测图，由此能得到所测地区的大比例尺地形图，之后进行自动的地形提取以得到DSM，最后利用GIS软件做出测绘地区的三维地表模型。
2.4评估测绘精度
无人机航测的测绘精度可以利用之前在测区布下的标志点进行，其精度分平面和高程两方面。通过计算二者数据的均方根，可以算出测区的平面误差和高程误差。通过以往的实际数据我们可以知道，无人机航测虽然存在一定的精度误差，但已经可以满足作业规范，对危险复杂地形的公路勘察工作是可以胜任的。
3无人机航测技术在高速公路辅助选线中的应用
3.1高速公路辅助选线的目标
在过往高速公路辅助选线过程中，往往需结合地形图、影像图等，在平面图上进行辅助线路的设计工作，这种选线方式对于平原地段高速公路辅助选线有着较大的帮助，但是在地形起伏较大的山地地段，高速公路的隧道口、高架桥辅助选线难度较大，传统的选线方式无法满足实际的使用需求。为了有效应对这一情况，尝试将无人机航测技术引入到辅助选线之中，尝试借助于现代化的技术手段，适应复杂地质环境下的高度公路辅助选工作开展的客观要求。在这一思路的指导下，明确高速公路辅助选线总体目标，从底层三维做起，从底层到上层，进行自主开发的方式，结合高速公路施工区域的实际，从三维表现、快速建模和地形编辑等几个方面入手，构建起三维辅助选线机制。
3.2高速公路辅助选线技术应用
在高速公路辅助选线技术应用过程中，应当基于辅助选线的目标定位，以科学性和实用性原则为框架，在现有的技术手段下，扎实开展技术应用工作。在整个选线建模环节，可充分借助于VR技术，不断提升高速公路勘测数据的处理精度与效率，使用3DMax等三维建模软件，完成无人机航测系统的搭建，形成开放式的系统平台。在框架搭建完成之后，可使用自适应LOD、智能权重等算法，进行数据的优化处理，对错误信息进行剔除，同时也在一定程度上，增强系统运行的安全性。为了确保高速公路辅助选线工作的顺利完成，还有必要借助于海量地理数据动态调控技术，对各类数据进行优化处理，以实现对航拍影像资料的快速高效处理。
3.3高速公路辅助选线决策功能的设置
高速公路辅助选线决策工作的开展，需根据实际需要，进行必要的功能模块设置，从决策系统多源数据叠加、辅助选线决策、辅助选线方案生成等几个方面入手，有序开展相关工作，以确保高速公路道路选型工作的顺利进行，同时将地理信息数据、建筑物模型、三维仿真数据，通过转化达到直观化呈现的效果，并完成对高程信息的附着添加，构建起立体化仿真模型，对高速公路辅助选线人员提供了更为全面的指导，切实增强辅助选线决策的针对性。在辅助选线环节，根据高速公路的施工要求，基于实际的工作要求，技术人员在现有的技术框架下，可进行必要的数据拓展，生成三维效果图，形成具有可操作性的高速公路辅助选线报告，为后续高速公路的设计和施工活动的开展提供依据。
结束语
综上所述，无人机航测技术对于高速公路勘测以及辅助选线工作有着极大的提升，文章在分析无人机航测技术流程的基础上，从勘测和辅助选线两个维度，开展无人机航测技术应用方案的探讨，以期逐步构建起完备高效的高速公路设计新模式。
参考文献：
[1]张腾飞，王占宏，杨新海，姚顽强.无人机航测系统在高速公路横断面测量中的应用[J].测绘与空间地理信息，2018，41（11）：190-193.
论文作者:童彩善,陈卓异
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
标签：无人机论文; 高速公路论文; 技术论文; 数据论文; 影像论文; 检校论文; 工作论文; 《基层建设》2019年第14期论文;