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摘要:随着经济的迅速发展,我国的科学技术取得了较好的发展成果,在这期间,工程测绘技术获得了很多的机遇,不断的进步和发展。随着时代的更新,工程测绘技术发生了重大的变化,使用观念得到了创新。竣工批准是建设项目的最后一个环节,也是道路工程实际使用的第一个环节,进行严格的竣工验收,可以检测道路工程的整体质量和实际性能,进而发现有关道路工程的问题,并尽量不影响将来的使用。本篇文章主要对新型测绘技术在道路竣工规划验收测量中的应用进行了探究。
关键词:新型测绘技术;道路竣工;验收测量;应用
引言
就当前我国道路工业的发展现状而言,测绘技术在道路工业中得到了广泛的应用,不仅提高了道路建设工程的整体质量,而且也大大提高了工作效率。同时,在测量测绘领域的发明和创造新技术,推动了各个领域的测量技术,导航应用和实时监测技术的革命,保证了施工过程的科学规范,还保证了道路完成后的稳定性能,安全性和耐久性能。
1测绘技术当前状况
工程测量是测绘技术在道路工程中的直接应用。过去的测绘技术领域仅限于水利结构,具体细节包括放样和测图。随着当今科学技术的飞速发展,测绘技术已经克服了这些局限性,除了测量物理和几何数量的建设项目外,还包括对测绘结果的快速研究以及对物理条件变化的研究。当今的测绘技术已经从传统的模型演变为数字测绘,并已逐渐完成内部和外部测绘的集成,以及数据收集和处理的自动化和智能演进。自1980年代以来,在测绘工作中创了许多新的先进工具,新工具和数据收集方法。
2新型测绘技术
2.1地面3D激光扫描技术
地面的3D激光扫描技术可以大面积,高分辨率地快速收集目标物体表面的3D空间信息。与传统的测量方法相比,具有精度高,密度高,速度快,无接触,自动化等优点,质量优良,工作效率高,省时省力。根据广泛的原理,目前的地面3D激光扫描仪可以分为相位型和脉冲型。其中,相位测量范围短(几百米的水平),但精度高,室内扫描通常以此为主要方法,代表性的设备是Z + F(德国),法鲁(美国)等,并且脉冲测量范围更长。考虑到预期验收测量的准确性要求和实际工作需求,本文使用脉冲3D激光扫描仪参与相关的应用实验。
2.1 背包式移动扫描技术
3D地面激光扫描仪扫描速度快,精度高,但台站扫描方式增加了现场数据的采集量,特别是在扫描范围较大时,台站参数数量大大增加,工作效率大大降低。移动测量扫描技术可以更好地解决这一问题。背包移动3D激光扫描系统是正在开发的便携式移动测量系统。与安装在车辆上的移动扫描系统不同,此设备重量轻且由人员携带。如果需要,您可以在数据收集过程中随时更改路线。低环境要求,高适应性,特别适合在复杂道路上测量完工计划的工作。
2.3无人机倾斜摄影测量技术
无人机倾斜摄影测量法是最近开发的一种新型测绘技术,它使用低空无人机和多倾斜摄像机进行自动建模,以从图片中收集数据。主要使用的是单镜头或单镜头摇摄/俯仰相机。此技术可以产生真实3D场景模型的真实结果。与有人机相比,无人机在飞行平台上具有灵活性,易用性,速度和经济性,并且将无人机用作航空摄影平台可以高效,快速地获得高分辨率和高质量的图像数据。关键技术(例如与多角度图像的紧密匹配,与多视图图像的匹配,数字表面建模以及倾斜的摄影测量技术)将摄影测量的经典原理与功能强大的新型计算机视觉算法创造性地结合在一起,真实,准确地反映了目标客户的客观情况,具有高效,可测量,具有成本效益和高性能的技术特征,可以更好地满足人们的各种3D信息需求。目前,主流的无人机斜摄影测量系统可分为专业级和消费者级。其中,运行质量轻巧,易于使用,适用于道路完工计划和低成本的成功指标,可以快速获取道路上丰富的3D空间信息,有效提高了道路的高效运行。
3 应用案例
为了确认准确性和效率,本篇文章结合了一条新的道路段(两条车道,其中四个车道+为没有车辆的车辆保留的车道+人行道),道路总长度约为3公里,零件测试选择 断面,长度约为500 m。在本实验中,我们首先使用三种新的测绘技术进行数据收集,然后使用传统的测绘方法(水准仪,全站仪等)验证对点的精度和高程精度,并全面比较数据的收集和处理效率。
3.1试验方案
3.1.1控制测量
在此应用程序测试中,必须在收集数据之前采取控制措施。考虑到实际项目需求,本文使用RTK网络和水准测量方法沿道路均匀布置五个水准控制点,相邻点之间的距离约为100m,如图1所示。为了使控制点保持在同一直线上,将相邻的控制点放置在道路两侧的人行道上。
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图 1 控制点分布示意(三角为控制点,斜线区域为绿化隔离带)
3.1.2 地面三维激光扫描
收集现场数据时,首先要在一个控制点建立一个站点,然后从13个站点收集数据,以在相邻控制点之间建立一个加密的站点。在处理数据时,ICP算法用于连接相邻站点之间的公共区域。
3.1.3 背包式移动扫描
GNSS + IMU测量模式用于现场数据收集,因为现场干扰较少,卫星信号可能会更好。首先在已知级别的检查站建立参考站,然后带着背包沿着道路走。
由于现场道路的机动车道与非机动车道之间存在较大的隔离绿带,因此,在收集数据时,总共要进行四次往返路程,累计行驶距离超过2公里。
3.1.4 无人机倾斜摄影测量
在本文中,大疆的悟 2无人机搭载禅思X4云台用于收集多角度图像数据,高度为70m,图像的地面分辨率高于2cm。如果不使用多镜头倾斜相机,那么在设计路径时需要三角度法。首先,设计可以覆盖整个测量区域的正交射击路径,然后在正交射击路径的两侧设计倾斜路径。此外,为确保结果的准确性,在飞行前必须在地面控制点上放置清晰的标记(5厘米宽,50厘米长的十字标线)。
3.2试验结果
这三种类型的设备都可以满足目前的道路完工计划批准度量标准,其平点定位精度和高度精度超过5cm。根据更具体的扫描结果显示,地面3D激光扫描和背包式移动扫描的平面点精度和高程精度基本相同,地面3D激光扫描精度稍微高些。与前两次扫描相比,无人驾驶飞机的倾斜摄影测量法具有基本相同的平面点精度水平,但在高程精度方面,无人机比前两次扫描高出三倍,并且最大高度达到-9.4厘米。造成这种结果的主要原因可以归纳为:无人机的飞行平台不够稳定,道路较平坦,起伏较小,没有很多的控制点。
结束语
本文中的测试表明,所有三种类型的设备都可以满足路线完成计划的验收测量要求。其中,地面3D激光扫描精度高,但效率低;无人机倾斜摄影测量效率高,但精度有限;但是移动背包扫描具有可靠的精度,较高的工作效率和最佳的整体性能。
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