湖南高速铁路职业技术学院 湖南衡阳 421000
摘要：外界条件和环境因素的影响会对铁路选线造成影响，我国铁路线路选线前测绘工作的开展主要采取全站仪测图和GNSS测量等方法，这些传统的方法需要投入大量的人力和财力，使得铁路选线的成本投入相对较大，由于铁路工作周期长，使得在工作中存在劳动强度和危险性都比较大的问题。在铁路选线需要利用先进的技术来进行解决。随着我国科技水平和经济的迅速发展，无人机摄影测量技术越来越成熟，对影像的分辨率的控制和无人机操作都越来越简单，在一定程度上提高了无人机的工作效率，在铁路选线中应用无人机技术能够更好地解决在选线工作中遇到的问题。本文以无人机摄影测量在库格铁路选线工作中的应用为例进行了分析。
关键词：无人机；摄影测量；铁路选线
引言：随着我国科学技术的发展，对地形测量也有了新的要求。以往的测量技术工作效率相对比较低，对于结果的准确度也无法进行保障。无人机摄影测量技术的出现为铁路选线的工作带来了便利，提高了测量的效率和测量的精确度，使得传统的技术慢慢被取代。
一、选线工作概述
本文主要对新疆地区内蒙古境内的铁路选线进行应用分析，对这一区域的铁路进行测量，从库尔勒开始到新疆地界，在这个区域内主要是利用摄影测量来进行规划。测量区域提供线路，整个铁路设计测量距离以50米为界限，主要是对农业区来进行摄影测量。测量区域主要距离偏长，在测量中也经常会受到地形地势的影响。铁路项目主要是利用固定的无人机来进行工作开展，然后根据规划好的行线来进行规划飞行。无人机的摄影影像分辨率较高，测量区域基本保持在一条直线上，对升降的场地也没有太高的要求，可以在第一时间获取到真实有效的数据信息。
二、无人机摄影测量技术介绍
在不同城市、不同国家和各种工程测量项目中，航空摄影测量都具有重要的作用。随着科学技术的发展，计算机、信息通讯技术等等都得到了突飞猛进的发展，无人机技术迅速发展的同时，无人机摄影测量技术也得到了迅速的发展，无人机航空摄影技术在各种领域，如国家地图测量绘制、通讯技术建设、城市规划等各个领域中都得到了广泛应用，对社会经济和国家发展起着重要的推动作用。并逐渐在铁路工程中起着重要的作用。
无人机摄影测量成果主要包括数字高清模型（DEM）、数字规划图（DLG）、数字正射影像（DOM）。DEM在有效范围中对各个平面内的坐标点进行数据收集，对不同区域内的地形地貌来进行规划，利用等高线或者立体模型来进行数据收集，再根据收集到的数据进行内插。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆DEM是对地形地势来进行虚拟表示，作出等高线和坡度等信息，利用对地形来进行分析应用，并且来对数据进行制作。DLG是是对地形图的各种信息来进行数据收集，并且保留着各个对象的空间和属性信息，能够对地表的各种信息进行全面绘制。DLG可以根据不同的地形区域和属性来对空间数据进行分析，如根据交通、植被数目来进行数量分析，或将不同地域内的各种地理要素来进行叠置分析和叠加分析，符合GIS在空间内的数据分析应用。同时也可以和DOM来进行叠加，满足铁路各个部门的需要。数字摄影图来对扫描处理来进行数字化管理，然后来进行辐射修正，根据规定的图幅来进行剪辑形成影像数据，并且其中带有网图和各种轮廓对平面内进行标注。DOM在铁路选线过程中可以凭借精确度、直观真实的数据来进行分析应用，可以来作为背景数据，也可以从中提取社会信息和自然资源信息，来对社会公共设施来进行应用分析。
三、无人机摄影测量的实施方法
(一)软、硬件构成
精确的航空摄影主要是应用在对摄像任务的分析规划，在应用过程中主要是对自动无人机航线和半自动航空摄影来进行划分区域，对于无人机的图像制作和航线距离来进行控制调节，保证无人机自动航线能够保证整体的技术标准。对无人机航线的结构和功能来进行统一的距离规划，对无人机在铁路选线中的质量管理。无人机摄影过程中要对飞行航线进行检查，检查无人机摄影的分辨率，保证摄影的质量，拍摄形成的照片要能自动生成图像，方便对无人机的各项数据进行检查分析，同时也能够对无人机的飞行速度进行检查测评。
无人机的硬件组成主要包括传感器、飞行控制系统、监控系统、等等一系列的保障系统。库格铁路选线过程中主要用到的是自由鸟无人机，这款无人机可以搭载数码相机、单反等等摄影工具。无自由鸟无人机在飞行过程中主要的控制系统是由定位导航系统来对其进行控制，其中装备自动驾驶功能、气压计等高空作业所用到的控制系统。
(二)航摄流程
无人机在航空摄影工作中主要可以分为三个工作流程，第一，在实验室中和无人机飞行的航空拍摄来进行对比效验；第二，无人机飞行航线都有固定的具特色的飞行线路，对没有在指定范围内的航线进行规划设计；第三、在对铁路等一系列工程进行测量时，要根据无人机获取到的影像来进行处理，所测量的各种问题和现象都要及时采取措施来修正，来保证控制系统能在测量中和各个点相互联系。同时，在进行高空作业过程中要利用三角测量来对立体测量图、摄影生成图等等来进行精确的核查。
(三)相机检验校对
无人机所采用的相机都会存在一定的偏差，为此，在实际测量中就要根据具体的航线测量所用到的摄影工具来对存在偏差的相机进行修正。在这个过程中，一般情况下都会用到两种方法，第一，在无人机实验室召开对相机的修正，要利用白板或着相关软件来对相机进行修正校对，在具体测量中软件可以自己进行摄影工作，这种方法存在的弊端就是在遇到复杂的问题时不能够得到充分的解决，但是相对来说操作非常方便。第二，无人机在室外进行工作时，要对无人机进行校对，对无人机航线飞行过程中遇到的各种复杂情况进行妥善处理，也要对无人机在工作中飞行姿态发生不稳定进行修正。同时，也要利用实验室的方法来进行校对处理，这种方式更适合无人机在高空作业中的航空拍摄和测量，根据不同高度的分层来对各个层次设置标记，保证飞行过程中的误差控制和重叠度，然后再利用光的反射原理来对无人机整体进行修正校对。
(四)精度评估
无人机摄影测量可以采用设置标志的方式来进行，无人机航线飞行的精确度主要是对地面和高程两部分的精确评估。根据地面和高程的已知数据进行对比然后计算出差值，求出地面和高程的误差，在根据以往的数据来判定无人机存在的误差大小，从而判断是否达到无人机航空拍摄测量的基本要求。
总结：无人机摄影测量技术在基础测绘过程中具有高效率、低成本的特点，在应用GNSS技术、RS技术的同时，提高了影像的分辨率，并且方便建立空间数据库，来对铁路选线提供全方位的支持和服务，也为铁路后期的建设提供直观、可视的数据支撑。无人机摄影测量在铁路设计、建设、维护等各个阶段有着巨大的发展前景。
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论文作者:付彬,张进锋
论文发表刊物:《防护工程》2019年16期
论文发表时间:2019/12/16
标签：无人机论文; 测量论文; 铁路论文; 数据论文; 航线论文; 技术论文; 过程中论文; 《防护工程》2019年16期论文;