公路工程倾斜摄影测量技术应用探讨

公路工程倾斜摄影测量技术应用探讨

江辉

湖北省交通规划设计院股份有限公司 湖北 武汉 430051

摘要：倾斜摄影测量技术是我国建设和重大工程建设中常用的技术类型。在近几年的发展过程中，这项技术进行了一系列的优化和创新，并逐渐发展成为一种高科技模式。倾斜摄影测量与传统测量技术有着明显的区别。它在测量方面更具优势，有效地改变了以往只能从垂直角度拍摄正片的测量方法。通过同一飞行平台，配备多个测量传感器，可从垂直、倾斜等不同角度实时采集地面测量区域内的图像数据，不仅能有效反映地面各类建筑物和工程结构的具体信息，同时也基于三维建模技术对地面图像信息进行综合处理，形成真实的三维结构模型已被各大工程单位广泛采用。公路的分布范围很广。在许多地质条件复杂的地区，通过倾斜摄影测量技术的有效应用，大大提高了公路施工测量的精度和效率。在应用该技术的过程中，基于BIM技术和GIS技术，有效地提高了整个测量工作方案的全面性和针对性，有效地解决了传统测量工作中存在的困难和问题，提高了公路工程施工质量。

关键词：公路工程；倾斜摄影；测量技术；应用

导言：倾斜摄影测量技术是近年来国际测量和遥感领域发展起来的一项高新技术。它打破了以往只能从垂直角度拍摄正射影像的限制。通过在同一个飞行平台上搭载多个传感器，可以同时从垂直和倾斜等不同角度采集地面图像，不仅能真实反映楼顶信息，同时，还可以从侧面角度观察特征的高程信息，以获得更完整的特征对象纹理信息。通过三维重建技术，精确恢复图像，获得当时地物的三维真实场景模型，受到各单位的广泛欢迎和广泛应用。

1概述

近年来，倾斜摄影技术和BIM技术逐渐出现在工程领域的各个行业中。与传统的勘察设计技术相比，具有三维可视化、数据链接、参数化、协同等特点。

倾斜摄影技术可以快速获得高重叠、纹理清晰的地面图像数据。地面图像数据可通过智能3D软件处理生成点云。Terrasolid可用于点云过滤和手动编辑，以快速生成数字高程模型DEM。

BIM技术可以集成多种地形数据，形成BIM基本模型，在三维可视化的背景下设计路线和结构方案，并根据需要进行实时动态修改。BIM技术是数字化、信息化等现代信息技术发展与工程领域相结合的必然结果。在公路工程中进行更加合理的方案设计具有重要意义。

BIM技术与倾斜摄影技术的互补结合可以更好地体现其优势：倾斜摄影模型反映实际情况，BIM模型反映施工成果。二者的结合可以描述时间轴上空间的变化和资源的利用；倾斜摄影模型包含准确的地理信息，BIM模型包含详细的工程信息。二者相辅相成，实现宏观空间与微观结构的结合；倾斜摄影模型简单快速，BIM模型建模周期长。二者相辅相成，实现了时间的有效利用和工作的合理分配。

根据公路设计的需要，提出了倾斜摄影技术与BIM技术结合应用的方法。

2公路工程无人机倾斜摄影测量技术应用措施

随着无人机技术的快速发展和多镜头相机及数据处理软件的日益成熟，倾斜摄影测量技术作为测量和遥感技术的一个新领域，近年来在工程建设领域得到了广泛的应用。作为基础设施的重要组成部分，公路工程行业迫切需要引进新技术、新方法。

2.1响应国家和行业政策，促进公路创新和发展

通过技术创新，实施加强交通运输的发展战略，积极践行绿色公路和智慧公路建设的发展理念。

2.2标准化运行模式

无人机使用成本降低，倾斜摄影技术进入门槛低，导致无人机在地面公路行业的蓬勃应用，实质上暴露出技术应用不规范、深度不足的问题。

1） 合理编制技术设计文件，方案可行，技术先进。2） 提高作业单位和作业人员对国家和地方相关法律法规的了解，降低作业风险。3） 为项目实施提供合理的软硬件组合方案，提高运营单位的使用经济性。4） 为运营商提供完整的路线设计和数据处理实施指南，以提高数据使用和交付质量。

2.3协调整个生命周期应用，以满足公路各阶段用户的需求

针对公路工程规划、设计、施工、运营维护的各个阶段，为相关技术人员和管理人员在使用无人机时提供切实有效的应用和实施指南。

3 公路工程无人机倾斜摄影测量技术应用探讨

针对公路工程中倾斜摄影测量数据的采集、处理和应用，提出了标准化的实施流程、方法和成果验收指标，使公路行业从业人员在应用倾斜摄影测量技术时能够遵守规章制度。

3.1适用范围

适用范围主要包括以下四个方面：1）各级公路和农村公路的规划设计：其成果可用于现状现场调查、地形地貌特征获取、重要特征的定位和测量，等2）各级公路和农村公路的施工管理：其结果可用于进场道路选线、临时设施选址、工程进度监测等。3） 各级公路和农村公路的运营维护管理：其结果可用于辅助维护巡逻、特殊施工现场的维护和处置等。4）公路相关应急和灾害处理：其结果可用于灾后救援调查、灾害过程记录，三维沙盘模拟等。

3.2准则框架

3.2.1将军。A.准则的目的。B准则的适用范围。C指南的共同要求和相关标准的实施要求。

3.2.2术语。选用的术语应为现行公路工程行业标准或相关国家标准中未统一规定或本标准中具有特定含义的术语和符号，并按出现顺序排列。

3.2.3基本规定。提出了斜交摄影测量技术的一般应用原则：斜交摄影测量技术应根据公路工程建设规模、施工条件、工期、经济等因素合理确定技术形式。

3.2.4 数据收集和技术计划制定。A.资料收集：工程作业前收集测量区域、航空摄影要求和基础图纸资料。B测区调查：进行测区调查，了解测区内与生产、生活有关的情况，如起降场、高层建（构）筑物、危险源等。

3.2.5 控制测量。A.基本控制测量。B图像控制点布置：根据相关要求布置图像控制点。C图像控制点测量。D成绩要求。

3.2.6数据收集。A.飞行条件：根据风速条件、能见度条件、温度条件、灯光控制条件，预先设定需要掌握的条件。B飞行平台：结合实际情况选择固定翼无人机或旋翼无人机。C倾斜摄像机：根据实际情况选择多镜头摄像机。D路线设计：根据实际情况，综合选择公路带宽、相对飞行高度、摄像机倾角、道侧重叠率、路线面积规划。E业绩要求：根据业绩格式要求，提出业绩考核要求。

3.2.7数据处理。A.预处理：预处理工作区分割、格式转换和影响增强。B空中三角测量。C三维重建。D成绩要求。

3.3辅助外部测量

在本项目的测量工作中，有效地运用了倾斜摄影测量技术，使整个模型的表达形式更加直观，测量数据信息更加准确。在设计阶段，外部模型可用于辅助测量。在雨雪天气或人员难以到达的区域，可采用倾斜模型在室内条件下进行作业，以便有效调查了解测区内房屋拆迁、交通道路变更、线路工程施工等相关信息，有效提高了整个勘察工作的效率和质量，降低和解决了现场勘察工作中存在的风险和困难。通过对工作人员的计算可以看出，倾斜测量技术的有效使用使整个外部测量周期缩短了45%，现场工作人员的工作量减少了50%。在保证外部测量的质量和精度的条件下，有效地延长了工业设计的工作时间，为测量数据的精细处理和设计打下了良好的基础。

结束语

交通运输部《数字交通发展规划纲要》中国数字交通发展需要建立数字采集系统，推进交通基础设施规划、设计、建设、维护、运营管理等全要素、全周期的数字化。公路工程作为交通基础设施的重要载体，与地理环境密切相关，倾斜摄影测量技术为地理环境各要素的数字化提供了强有力的支撑。制定合理、规范的公路工程倾斜摄影测量技术指南，对行业实践数字交通发展具有重要的指导意义。

参考文献

[1]倾斜摄影技术在公路勘察设计中的应用初探[J]. 黄骞,代成,张金海,杨宇,张兴宇. 公路. 2018(03)

[2]基于倾斜影像的城市场景隐式曲面重建[J]. 左志强,黄先锋,杨冲,张帆,高云龙. 测绘通报. 2017(12)

[3]基于无人机倾斜摄影数据的实景三维建模研究[J]. 曲林,冯洋,支玲美,高文慧. 测绘与空间地理信息. 2015(03)