基于无人机航测技术在高速公路领域的应用分析

陈 彬

(龙建路桥股份有限公司，黑龙江 哈尔滨 150009 )

无人机航测技术在早期阶段主要用于军事领域、作战侦查等方面，直到20世纪80年代开始应用范围才不断的扩展，目前，随着科技兴国的兴起，无人机航测在高速公路施工领域得到了快速的发展，无人机影像技术是通过遥感等相关智能技术的结合，运用到高速公路的勘察、检测、运营和养护等具体情况可以进行实时监测的一种应用工具。一般用于公路的设计阶段(前期勘察设计)、应用于公路施工阶段(施工管理和环境监测等)应用于公路运营阶段和公路的养护阶段等。跟以往的高速公路检测对比，具有很大的优势，成本低廉、用时短、比较灵活的掌握等特点应用于公路的设计、施工、运营和养护等阶段，有着传统检测方法无可比拟的应用优势，在我国高速公路检测上的应用前景是非常广泛的。

1 无人机航测技术在公路方面的优劣

1.1 无人机航测的优势

(1)低成本检测。目前市场上的小型无人机价格在几万元不等，加上相机镜头等配置，数万元即可，而且，日常维护也比较简单，因此，具体成本低廉的特点。

(2)工程计算的精确性。无人机技术是智能化的，是电子信息的结合，可以精确的检测高速公路的路况等信息。

(3)对地貌影响可以高清还原。采用8 000千万像素的数码相机，配上1∶500比例尺，可以高清还原高速公路的地貌。

(4)节省测绘时间和对航测条件低标准。无人机技术可以节省时间，几天就完成传统技术需要数月完成的工作，大大缩短了时间，而且，无论在恶劣的条件下，不受环境影响，依旧可以使用。

1.2 缺点

无人机技术在高速公路上有广泛的应用前景，但是本身的技术也需要进一步的改进，虽然可以在恶劣的天气环境下进行检测，但是，由于机型比较小，比较轻，往往在风雨交加的气候影响，无人机也会受到影响，稳定性比较差，拍摄会偏离，角度很难控制，GPS定位也会受到影响。

2 无人机技术应用

2.1 无人机航测技术介绍

无人机航测技术在高速公路施工采用的是航测、无接触的测量技术，可以提高效率，节省人工，航片是通过软件构成拼接和匹配的，后期，通过软件倒出数据，可以随意剪切航测数据，进行数据对比数据，批量处理数据，只要选择好需要的区域，根据软件要求，自动计算并出结果，可操控性比较强。

2.2 工作原理及现场实施流程图

无人机航测技术采用复测控制点的技术确定，通常在测量的区域四周和中间设置平高控制点，达到100张照片具备6个有效控制点，而且至少在两张影像上同时找到这些控制点要求，对航测的参数和飞行参数进行设定进行采集。

首先，确定控制点，建立测区，导入POS数据、照片等数据，无人机飞行控制是通过地面上无人机航测控制子系统的规划路线设定；根据地面系统设置的航线和拍摄方式是由遥感空中子系统控制的，同时，将拍摄到的影像及POS数据自动存入到飞机的存储器中。在系统中导入控制点的信息后，填写实地的参数设置，就可以使用相关软件进行自动处理，全自动控三加密，通过无人机获取地形改造前后相同区域的数字正射影像DOM与数字高程模型DEM，然后将地形改造前后的DOM和DEM导入三维可视化分析软件中。运用DOM选取需要计算土石方量相同区域的DEM，通过相关软件的统计和计算，可以计算出改造过程中土石方的填挖方量。最后输出成果文件，与原始测量方法获取的数据进行对比，得出结果后编制相关的数据报告及操作手册。

2.3 航测现场准备工作

(1)确定控制点及像控点：为了方便后续航测工作的展开，我们考虑将控制点和像控点尽量布设在同一位置，这样不仅能节省航测前期的准备时间，也利于控制点和像控点的保留，以便后期数据的校核检验。布设方式采取每公里布设一个控制点及像控点，并成Z字型排列，直至涵盖整个项目区域。需要施工方将控制点布设完毕后，测量并校验其坐标准确性。

航测数据的精确度是受到控制点和像控点的精度直接影响的，因此，采用二等水准测量技术进行航测的布点工作。

(2)进行航测：对现场环境进行考察，拟定一条合理的航线。为保证数据的准确性，航测将采用多基站航测，即在多个控制点上架设基站，并保证其能够涵盖整个项目区域。

(3)数据处理及计算土方量：航测数据处理完毕后，创建施工各阶段的地理信息模型，并计算其土石方量。

(4)编写作业流程手册：在施工的过程中遇到实际问题与无人机航测进行结合，编写一套完整的无人机航测在施工过程中的作业流程手册。

3 结论与展望

无人机航测技术是一种低成本，高效率，集合现代遥感技术和GPS技术等，在高速公路的施工领域起到了无可比拟的作用，有效的弥补了传统的测绘技术带来的弊端，结合发展的流行趋势进行技术更新和在高速公路技术领域具有广泛的应用前景，是值得推广的一项技术。目前，无人机检测技术在高速公路施工中也存在着一定问题，缺乏针对公路领域的制定一些相关的无人机技术规范，在公路方面应用的软件和增加无人机检测技术的培训，使更多的应用无人机检测的人员和行为变成专业的技术使用人员，规范的使用无人机检测技术的方法。

随着5G时代的到来，在网络的保障下，无人机检测技术在高速公路的领域得到了更高的发展和低延时性，在科技飞跃的发展下，无人机检测技术在公路领域成为不可或缺的一部分。