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摘要：在我国传统公路工程的测量工作中，测量方式经常会受到地理条件、环境因素以及公路里程等因素的影响，造成整个测量工作的精确度下降，并且公路工程沿线的地质条件复杂多样，使得整个测量工作的周期较长、劳动强度较大，同时测量工作效率较低，无法有效满足我国高速公路快速建设发展的工作目标。本文对无人机测绘成果在公路测量中的应用进行探究。
关键词：无人机测绘；公路测量；应用
1无人机测绘工作及数据处理方式
无人机内部最重要的系统工程为飞行系统，该系统主要包含了飞机的飞行平台、飞行控制单元、地面测量系统、飞行保障系统以及数字传感器等。无人机在高空测量过程中，涉及了诸多工作流程，从实验场和作业现场，需要对无人机搭载的数码相机拍摄精确度进行有效的调整，以地图规划设计为基础，对无人机的飞行线路进行合理的规划，同时还需要将无人机和外部测量设备之间进行有效衔接，运用差分GPS系统有效获取精度更高的原始测量工作数据，然后再对原始的测绘数据进行进一步处理，最终得到工程施工单位所需要的测绘成果数据。
2数字正射影像图（DOM）
在数字正摄影像图的原始图像收集过程中，由于会受到外部环境因素和人为操作因素的干扰，在影像图信息的收集工作中，会出现图像信息的变形或者图像失真问题。通过使用数字高程模型，对原始的高空摄影数据进行有效纠正和拼接，形成符合公路工程测量的相关数据信息形成正射影响，正射影像内部带有坐标单元和平面影像图。正射影像图如图1所示。
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图1 正射影像图
无人机在高空测量工作过程中，所获取的影像图片需要进行一系列的错误纠正，并且需要对图像的色差进行有效调整。将所收集到的图像进行拼接镶嵌，通过裁剪之后形成正射影像图，正射影像图没有产生变形问题，可以对测量区域范围内的地质条件以及相关建设信息进行真实的反应，其中所包含的信息内容远比普通的地形图更加丰富，整体的表现更加简洁。正射影像图当中还具有地图几何精度和影像控制特征，整体的内容表现更加丰富，影像制作周期较短、信息反应更加准确。该图像信息可以直接用作规划图的地图，可以对所收集到的数据信息精确度进行判断，同时也可以从中获取更多的自然条件信息以及复杂地质条件等相关信息。通过正摄影像所获取的影像成果，有效转变了传统的信息获取方式，为工程设计工作人员提供出了更加全面和广阔的发展工作空间，为工作人员和工程设计人员提供出了全新的测量工作应用模式。通过无人机测量技术的有效应用，提高了线路方案的比选和优化工作成果，为公路工程的设计工作提供出了大量的数据依据，同时也对土地的征地拆迁等相关信息进行了细化处理，为后续的三维模型设计工作打下了良好的基础，有效缩短了外部作业的线路设计时间，同时丰富了公路施工路线的比选工作方案。
3数字高程模型
数字高程模型也称之为DEM，在具体的应用过程中主要是应用有限的地形条件数据，对地形表面的曲面环境进行数字化模拟和分析，通过数字信息的方式来对地面表面的形态进行表达。通过一组有序的矩阵表现形式，为地面测量区域的建筑结构提供出相应的结构模型参考，同时也是数字地形模型建设工作的一个重要分支，其他类型的测量工作模型都可以通过各种地形特征衍生而来。通常情况下DTM可以有效描述地面测量高程和涵盖在内的各种地形条件因子，比如地表面的坡度、坡向以及坡度的变化频率等，可以通过内在的线性和非线性组合在三维空间当中进行模拟和分布，对于DEM技术模型来讲，并不是一种单纯的数字化模型描述结构，对于地形的空间分布、地貌模型以及坡度、变化率等相关地貌特征，可以在DEM的基础之上加以实现。当前无人机航空摄影测量技术DEM重要的技术获取手段，在具体的工作过程中更加简单高效，并没有明显的真空区域，对于地面结构内部存在的植被覆盖区，在测量工作过程中，通过传统的航测影像无法准确获取树林内部的地面监测点。无人机航测数据也存在相同的问题，要想有效解决这一问题，可以使用点云处理软件对树林覆盖区域范围内的原始点位来进行云分类，如图2所示。
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图2 点云分类
在我国某公共工程建设项目当中，针对植被覆盖区使用激光雷达软件，对点云数据进行有效的分类和处理，从中提取出裸露在外部环境的地面点剔除环境范围内的植被和建筑点特征，得出所需要的DEM。但是通过这种处理方式存在的问题，在于如果遇到植被覆盖非常密集的区域很容易产生空白区，因此必须要求对其实施相应的人工实地补测，这样才可以使得整个点云数据变得更加完善。DEM主要使用在一些公路的勘测初期和定制阶段，对公路的线路选择以及横断面的测量工作来讲，应用效果非常显著。对于公路线路的前期设计工作和线路设计工作，通过无人机高空测量所获取的DEM，可以满足整个公共工程的测量工作要求，同时缩短了外部环境作业所需要的勘测周期，而对于公路横断面测量工作，该产品并不能充分满足这一工作要求。
4公路断面测量
在一些高等级的公路横断面测量工作中，测量方法使用的是水准仪皮尺法、全站仪相对高差法等。现阶段，无人机摄影测量数字高程模型当中，存在明显的地表裸露和地表测量偏差问题，平坦区域的测量偏差在±0.2m左右，但是依照图示当中的测量数据结果来看，在一些地表植被丰富以及存在大量人工构造物和坡度变化较大的区域，在实际的测量工作中误差相对较大，已经超过了标准的公路测量规范工作要求，因此在测量的范围和精确度上受到了明显的限制。当新建的公路路线经过一些植被比较稀疏、地势比较平坦的区域，对于横断面的测量工作，可以使用无人机航空摄影测量工作方法，这种测量工作方式可以有效满足新建公路地形勘察以及各个环节测量工作的精度要求。在施工图的设计工作过程中，必须要在外部环境对DEM数据进行实时性收集和检查，如果新建公路路段经过一些植被比较茂密、地势起伏较大，或者存在诸多沟壑的区域，则可以使用传统的测量工作方法来将这个问题加以解决。对于一些老旧公路改扩建工程项目，建议采用车载激光雷达测量技术，对于二级以下的低等级公路改扩建工程，可以使用无人机航测技术。通过不同的测量技术，可以有效满足不同等级的公路工程改扩建的施工测量要求，但是对于构造物和防护工程的路段来讲，由于点云的密度和摄影测量工作存在的局限性，不能有效反应出整个横断面的真实构成情况，因此需要使用传统的测量工作方法，使用水准仪皮尺法、GPS-RTK测量法，或者是全站仪测量法来进行进一步优化和测量。
结束语
通过无人机航测技术所获得的DEM产品，在很大程度上降低了工程单位测量工作人力和物力的消耗量，但是这一方法并不能完全替代传统的人工测量工作，尤其是针对一些比较特殊的高密度植被覆盖区域，传统的测量手段应用仍然非常必要。
参考文献：
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