公路工程测量中无人机测绘技术的应用分析

公路工程测量中无人机测绘技术的应用分析

王勇

昭通市麻彝高速公路投资开发有限公司  云南昭通657000

摘要：由于新兴技术的不断发展，给我国工程测绘技术带来新的发展方向，工程测绘开始向信息化、智能化方向转变，让测绘技术更加准确。文章主要基于无人机测绘技术自身的优势，提出这一技术在公路工程测量中的具体应用方法，主要是获得影像资料并进行数据处理；利用空中三角测量，进行倾斜摄影；绘制正射影像图以及可视化模型；开展测绘保护措施，通过应用无人机测绘技术，可以让公路工程的测量更加精准，保证公路工程施工质量得以提升，进而推动了城镇经济的增长。

关键词：公路工程测量；无人机测绘；可视化模型

引言：公路工程是社会重要的基础设施，可以为人们提供便利的交通，保障人们的出行安全。在开展公路工程施工时，如果一旦出现角度偏差等测量问题，那么就会影响公路的质量，所以就要利用无人机测绘技术，对公路工程开展全面、完善的测量，使其工程的施工数据更加科学和准确，能够获取工程详细的地理数据，保证公路工程顺利开展。

1.无人机测绘技术的优势

无人机测绘技术具有高效性、高精度、高安全性、成本效益、实时监测和多样性等优势，为地理信息获取和测绘工作带来了革命性的改变。这种技术的快速发展为各行各业提供了更精确、高效和可靠的地理数据。第一，高效性和灵活性，无人机能够快速启动、灵活调度和快速完成任务。相比传统的人工测绘方法，无人机测绘可以节省大量时间和人力资源，提高测绘效率[1]。第二，高精度和高分辨率，无人机配备先进的传感器和相机技术，能够获取高精度和高分辨率的地理数据。这对于公路工程中进行地形、土壤、建筑物等细节的测量和分析非常有价值。第三，高安全性，相比传统的人工测绘方法，无人机测绘可以在不安全或难以到达的区域进行数据采集，减少了人员受伤的风险。这对于悬崖、高山等危险环境的公路工程进行监测和评估是非常有效的。第四，无人机测绘相对于传统的航空摄影或卫星遥感技术来说，成本更低。无人机的购买和操作成本相对较低，同时也减少了数据处理和分析的时间和成本。第五，无人机可以实时获取地理数据，并通过即时传输的方式将数据传回地面。这使得无人机测绘可以用于实时的监测和应急响应，例如自然灾害的监测、环境污染的识别等。第六，数据多样性和多维度分析，无人机可以搭载多种传感器，例如高分辨率相机、红外传感器、激光雷达等，可以获取多种类型和多维度的地理数据。

2.无人机测绘技术应用于公路工程测量的方法

2.1获得影像资料并进行数据处理

在开展公路工程无人机测绘技术的时候，需要先制定飞行计划，根据公路工程的需求和测量区域的大小，制定飞行计划。主要确定飞行高度、航线布置和图像重叠度等参数，飞行计划要考虑地形、障碍物和飞行安全等因素。根据飞行计划，使用无人机进行航拍。无人机配备高分辨率相机，按照设定的参数进行拍摄，航拍过程中要确保飞行平稳、相机稳定，并保证足够的重叠度以便后续数据处理。将航拍得到的影像资料传输到计算机或云端存储，并进行备份。确保数据安全，并便于后续处理和分析[2]。同时也要对航拍获得的影像进行预处理，包括图像校正、去畸变、几何校正等，这一步骤旨在提高影像质量和准确度，为后续的数据处理奠定基础。同时，也可以使用图像处理软件进行公路工程中地物的提取和测量，例如，根据公路工程的需求，可以进行道路线的提取、边坡的测量、标志牌的识别等。在对数据处理结束后，就可以对数据进行分析，生成相应的报告。例如，可以分析道路纵横断面、挖填方量、交通流量等，这些数据可以为公路工程设计和规划提供参考依据。

2.2利用空中三角测量，进行倾斜摄影

空中三角测量是一种基于三角原理的测量方法，通过测量物体的三角形边长和角度来确定其位置和形状。在进行公路工程无人机测绘技术的时候，主要可以基于空中三角测量的方法，进行倾斜摄影，在倾斜摄影中，无人机配备倾斜摄影相机或者多相机阵列，可以以倾斜的角度对公路工程区域进行航拍。相机的倾斜角度可以根据需要进行调整，以获取不同角度的影像资料。开展倾斜摄影时，相机可以以一定的倾斜角度拍摄公路工程区域，获取多个方向的影像资料。将倾斜摄影获得的影像资料传输到计算机或云端存储，并进行备份，确保数据安全，并便于后续处理和分析。根据倾斜摄影的影像资料，进行三角剖分和点云生成，例如，可以在在全景图上进行三角剖分，生成道路纵横断面的三维模型，然后通过匹配不同方向的影像，可以生成具有高密度点云的三维模型。利用空中三角测量进行倾斜摄影可以提供更丰富的影像数据，为公路工程的测量和设计提供更准确和全面的信息。

2.3绘制正射影像图以及可视化模型

公路工程中，利用无人机测绘技术可以生成正射影像图和可视化模型，来进行道路规划和设计。在航拍技术之后，可以利用无人机测绘软件，对航拍得到的影像进行处理，主要是把航拍所获得的数据和参数信息，及时的上传系统，生成正射影像图。正射影像图是校正后的图像，具有统一的尺度和无畸变的特点，可以用于进行测量和分析。接下来，工作人员就需要使用计算机等软件，导入正射影像图并对其进行处理，修补可能存在的数据问题。在航拍影像的基础上，人员会把正射影像图与无人机航拍的初始数据进行对比，以确定三维控制点。利用无人机测绘软件生成三维模型

[3]。通过匹配不同方向的影像，可以生成具有高密度点云的三维模型。在三维模型上可以进行可视化展示，以便更直观地观察道路地貌和地形，利用三维地图软件或虚拟现实技术，将生成的三维模型进行可视化展示。可以通过旋转、放大、缩小等操作，更好地观察道路地貌和地形，为道路规划和设计提供参考。通过利用无人机测绘技术生成正射影像图和可视化模型，可以提供直观、准确的数据，为公路工程的规划、设计和施工提供参考依据。

2.4开展测绘保护措施

由于一部分公路工程的建设环境是比较差的，会在山林、悬崖、矿区等环境进行公路施工，这部分环境就会影响无人机的起降和飞行，影响了测绘的质量，所以就要开展抗风保护的措施。在进行无人机测绘之前，应使用气象设备或者风速计等工具检测当前的风速，确保风速在无人机安全飞行范围内。如果检测之后，在风速超过无人机安全飞行限制的情况下，应暂停或延迟测绘任务，待风力减弱后再进行。此外，可以根据实际风速情况，制定合理的飞行计划。选择适当的飞行高度、航线和飞行速度，以减小风对无人机的影响。也要确保无人机的稳定性和飞行器的良好工作状态，需要工作人员检查并保持无人机的平衡、螺旋桨的完好以及其他关键部件的正常工作。保证无人机与地面操作人员的良好通信，及时传输和接收飞行数据和风速等信息。而且在无人机遇到突发风速变化或其他风险情况时，地面操作人员应及时采取应急措施，如降低飞行高度、返航等。这样才能最大程度上去降低恶劣的环境对无人机测绘产生的负面影响，确保测绘任务的安全和数据质量，同时，也能够保护无人机设备，延长其使用寿命。

结论：综上所述，分析无人机测绘技术在公路工程测量中的具体应用，可以提升测量的精度，降低测量误差，保证公路工程的施工质量得以提升。在采用无人机测绘技术时，主要是从数据处理、三角测量、绘制图形、测绘保护等角度入手，让无人机测绘技术的应用得到优化，保证测量参数更精准，提升公路的施工质量。

参考文献：

[1]杨勇.公路工程测量中无人机测绘技术的应用研究[J].自动化应用,2023,64(03):13-15+19.

[2]刘建伟.无人机测绘技术在建筑工程测量中的应用分析[J].云南水力发电,2022,38(10):302-304.

[3]张潜.无人机测绘技术在工程测量中的应用分析[J].新疆有色金属,2021,44(05):62-63.