无人机测量技术在复杂公路中的应用研究

发表时间:2021/1/26   来源:《建筑实践》2020年30期   作者:谢振说
[导读] 由于我国的地势条件十分复杂多样,地势地质复杂的公路建设数量也逐渐增加,我国目前的地形测量和地质勘察手段不能够满足现代化公路建设的需求,也不能够准确地反映出整个建设区域内的实际条件。
        谢振说
        浙江交工集团股份有限公司 浙江 杭州 311215
        摘要:由于我国的地势条件十分复杂多样,地势地质复杂的公路建设数量也逐渐增加,我国目前的地形测量和地质勘察手段不能够满足现代化公路建设的需求,也不能够准确地反映出整个建设区域内的实际条件。本文主要介绍了无人机测量测量技术在地质条件相对复杂的公路中的数据检测工作,介绍了该技术在进行的地形地貌测量、地质灾害检测、征地搬迁等多种问题中的优势,希望能给相关行业提供一定的数据支持。
关键词:无人机;测量技术;复杂公路;应用
1前言
        我国目前在进行公路测量时广泛运用了RTK测量、全站仪测量、航空测量等方法,但这些技术是容易受到来自外界因素的干扰,导致测量结果不准确,测量工作的效率也相对较低,会耗费大量的劳动力,不能够为公路的建设提供更加精准的数据。除此之外,由于我国的地形地势、水文特征、地质构造存在着较大的差异,导致我国到公路地质灾害相对较多,相关部门在进行新的道路规划时,地质条件十分的复杂,以往传统的方法不能够解决其中存在的问题。而无人机测量技术的成本投入相对较低,工作效率高,工作人员在其操作过程中也十分简单,具有较高的分辨率和数据精准度,能够广泛的运用在面积相等对较大的区域内,获取该区域内的数据。随着无人机技术的进一步提升,被广泛的应用在地质灾害检查、农业生产、水电工程等多个区域,而在公路工程的检测工作中也有了一定的应用。
2无人机测量技术简介
        无人机技术是以无人机为载体,通过多种传感器完成不同区域内的信息采集工作,并对这些信息进行处理和分析。简单来说,无人机可以分为四种类型,倘若按照其飞行的平台构型,则可以将其分为固定翼无人机、无人直升机等,还包括了伞翼无人机和无人飞艇等,固定无人机多是军方所用,其飞行速度相对较快,多旋翼无人机的操作十分简单,其成本投入也相对较低。还可以按照用途对无人机进行分类,则分为了航拍、测绘、农业、军用、气象等多个类型。按照动力系统对无人机进行分类,则主要分为了电池、汽油、太阳能等。电池无人机在一般情况下没有运输限制,也不会出现发热的情况,有着较高的安全性,是无人机最为主要的动力来源。而且汽油无人机其内燃机十分小巧,质量较轻,耗油率较低,飞行的范围相对较大。按照无人机控制的方式可以将其分为无线、遥控控制、编程自主控制和复合控制这三种类型。
3复杂公路中的无人机测量技术
3.1数据获取
        无人机在进行区域内的数据采集时,主要包含了任务的介绍、飞行准备、飞行和数据提交等一系列的工作。在无人机接受了任务之后,就会进行飞行准备,工作人员要对起飞到现场进行考察,并设计相应的飞行路线,还要确保无人机在整个区域内的高空有飞行的权利。在进行实际的飞行过程中,要控制好飞行的速度,确保无人机能够准确地对整个区域内的数据进行收集,倘若系统检查出数据存在不合格现象,就必须要进行重新的起飞,对整个区域内的数据进行二次收集,之后再提交收集到的数据。为了能够确保后期的定位工作能够顺利进行,在进行区域数据收集时,要布置相应的像控点,并撒上一定的腻子粉并测量出三维坐标,确保影像的精准度。在进行航线规划时,必须要增加重叠度,提高行高和相机的参数。
3.2数据处理
        在对收集到的数据进行处理时,主要包括了预处理、加密、质量检查、成果提交到多个环节。在进行预处理是,必须要对所收集到的影像进行选择,倘若其中存在着不正确的地方要进行调整,而加密则主要包括了对控制点进行测量,提取自动连接点。还必须要对所要的数据进行检查,防止其中存在误差,在确保所有的数据都准确无误后,绘制在整个区域内部的具体地形地势和环境。


4无人机测量技术在复杂公路中的应用分析
4.1带状地形的测量
        在对带状公路进行测量时,大多都采用的是野外数字测图的方法,该方法会投入大量的工作人员,其工作效率相对较低,容易受地形条件的影响,倘若在山地和高原地区利用该检测方法进行测量时,就有非常大的难度,不能够准确地测量出整个带状公路的各项数据,导致后期的建设工作存在着许多问题。而在对无人机测量技术进行了一切的分析研究后发现,其完全能够满足区域较大的测量工作,无人机十分轻便灵活,在接受了项目之后,就能够对测量工作进行快速的部署,调整测量范围,对公路的两侧进行精准的测量。还可以根据不同的需求调整测量的范围,提供整个范围内正确的影像图和数据,还可以参照准确的比例尺对其进行修饰,提高整个图像的质量。无人机检测技术能够快速的完成带状公路地形的检测,确保其时效性,绘制出4D产品,提高检测工作的质量和效率。
4.2地质灾害的调查工作
        在进行公路建设时,必须要对该区域内的地质环境进行检测,防止对公路造成严重的破坏。由于新建地区的地质条件十分复杂,地质灾害发生的概率也不断增加,而这些现象都会给公路工程的建设和使用造成巨大的危险。工作人员在进行地质灾害调查时,主要使用的方法是人工调查法和航片、卫片的解译,人工调查法的施工周期相对较长,成本投入高工作效率低下,不能够对整个区域进行全面的调查。而后者有着一定的时差,分辨率相对较低,容易受到气候条件的影响,不能够满足一些施工周期紧张,时效性高的工程建设。
        利用无人机技术对复杂公路区域内的地质条件进行调查,能够更加高效快速地发现整个区域内的地质灾害。对区域内部典型的地质灾害进行研究,固定灾害的位置和范围,还可以对区域类影像的颜色、形状、大小、位置等几个方面的特征进行分析,建造出不同类型的地质灾害检疫标志,将整个线路的地质灾害进行解译,根据解译的结果进行反复的审核,防止其中出现误差。利用无人机检测技术能够更加生动、直观、准确地对整个复杂公路中的地质灾害进行调查,设计出一个直观的逃生计划线路。
4.3解决征地搬迁纠纷问题
        在进行公路建设还是多多少少会涉及到周围村镇的房屋搬迁、树木砍伐等纠纷。但如果采用传统的方法进行规划和建设,不能够向广大的群众人民传递出所要表达的真实内容,更不能解释公路修建所占据的房屋面积和林地的类型、数量,导致矛盾加剧,严重影响正常的施工进程,而利用无人机检测技术能够建立起正确的图像,准确地反映出公路建设所侵占的房屋、林地,百姓也能够更加直观的理解整个影像图。
5无人机测量技术在复杂公路中运用的优缺点
        无人机携带十分方便,成本低,其限制相对较少,能够广泛的运用在施工周期紧张、时效系高的项目建设中,完成地势勘查,降低测量过程中误差出现的概率,满足复杂公路的规划和建设,还能够对该区域内所有的地质灾害进行调查,减少工作人员的工作量,降低了工作人员在进行户外工作的危险性。该技术还能够快速地解决山地、高原等复杂地形检测过程中的精度低、范围广等个问题。而我国目前的无人机测量技术的续航时间相对较短,安全性较低,不能够对线路较长的行测任务进行测量,无人机测量工作对精准度和地面控点的数量、质量要求相对较高,限制了无人机测量技术的推广。
结语
        本文对无人机的分类和系统进行了简单的介绍,结合其在复杂公路中的工作特点和数据获取处理工作,分析了该项技术在进行带状地形测量、地质灾害的检测、整体搬迁等多个工作的应用情况。简单来说,无人机测量技术能够解决以往测量工作中的不足,但其运营管理、安全管理等方面还存在着一些问题,必须要对其进行不断地完善,提高无人机测量技术。
参考文献
[1]杨海军,李营,朱海涛,等.无人机遥感技术在环境保护领域的应用[J].高技术通讯,2015(6).
[2]胡可,陈思思,王俊伟.无人机载红外载荷在应急测绘中的应用[J].测绘科学,2015(10).
[3]肖武,胡振琪,张建勇,等.无人机遥感在矿区监测与土地复垦中的应用前景[J].中国矿业,2017(6)
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