智能化全息测绘在高速公路改建中的应用

智能化全息测绘在高速公路改建中的应用

刘鸿飞

新疆地质矿产勘查开发局测绘大队 新疆乌鲁木齐 830000

摘要:将智能全息测绘技术运用在高速公路的改建工程中，可以在不影响交通运行情况的基础上，将车载激光雷达技术运用在高速公路纵横断面的数据采集工作中，可以提升为高速公路改建工程提供充足的依据。本文首先分析道路全息测绘，其次探讨智能化全息测绘技术在高速公路改建工程的应用优势，以期对相关研究具有一定的参考价值。

关键词: 智能化全息测绘; 高速公路改建; 应用

1道路全息测绘

在高速公路改建工程中使用智能化全息测绘的过程中，数据采集和数据处理是比较关键的步骤，使用智能全息测绘技术建立立体化数据、组合式数据、全空间测绘数据。目前智能全息测绘领域已经先后提出综合使用卫星技术、无人机航测技术、激光雷达技术、倾斜摄影技术、移动测量技术以及探地雷达技术等多种类型的地理信息的采集方式，获得不同类别、不同场景的空间地理测绘数据，可以提升测绘空间的覆盖面积，有助于切实满足空间地理信息数据对于复杂性的要求，能够进一步提高数据采集处理的工作效率以及完整性，争取达到按需测绘的状态。

对比分析智能化全息测绘和传统测绘可以发展，全息测绘最为明显的应用优势是“全息”，即可以提升空间全量要素地理信息的采集效率和数据精准度。在道路全息测绘中，工作人员可以利用车载三维激光雷达系统辅助进行测绘数据采集。三维激光雷达系统实际上是运用三维激光扫描系统、相机拍摄系统、测绘姿态定位系统多种传感器进行集成管理的测量系统，此系统通常会安装在飞机载具和车辆载具位置上，可以迅速采集大量数据，且可以结合系统需求目标实施后期管理，获得满足不同需要的结构，从而达到道路进行全息测绘处理的根本需要。

三维激光雷达系统可以利用三维激光扫描系统详细扫描点云相关数据，相机系统需要使用采集全景影像以及GNSS技术获得载具的定位信息，通过IMU 能够获取高速公路改建工程的姿态信息，在进行处理以后能够获得具备大地坐标信息的点云数据、全息影像数据。与机载、车载激光雷达技术进行对比分析，和地表位置的距离比较近，扫描数据的精准度比较高，点云数据的密度比较大，适合运用在高速公路改建工程的数据采集中。

1.1项目准备

在进行高速公路改建工程之前，工作人员需要完善好项目准备工作，使用全息测绘技术采集工程位置的基础地形图、正射影像数据图，在全面了解测量位置的范围、道路状况以后，需要安排工作人员到测量位置开展踏勘工作，改建单位应该编写工程项目的设计书，在获得审批以后需要依照设计书执行改建工作。

在对高速改建工程进行路线规划时，应该依照施工前期踏勘状况设计改建路线。采集路线设计需要涵盖选取停车场以及规划通行车辆路线。在进行路线规划设计时，需要确保使用智能全息测绘技术对整个改建道路进行全覆盖处理，能够避免高速路段出现重复扫描和无效扫描。

1.2采集外业数据

工作人员在高速公路改建工程中采集外业数据时，采集步骤主要涵盖基站测设采集、设备安装情况采集、通电测试采集以及数据导出等。在采集改建工程的外业数据时，首先，工作人员需要使用GNSS 基站能够在外业扫描工作上测绘基准点，需要在和施工位置间距控制在不高于5千米，最大间距不能超出15千米。

在对高速公路改建工程的基站，进行测设处理后进行扫描，能够切实满足城市规划控制网的技术要求。在进行扫描处理的过程中，因此需要尽可能管控车速要求，因此高速公路改建工程通常会要求将车辆行驶速度管控在不高于60 km/h的范围。 为了提升测绘数据的完整性，工作人员可以对测绘数据进行质量管控，因此工作人员需要对改建工程位置至少两次全息测绘扫描。

1.3数据预处理

数据预处理实际上是指工作人员在完成高速公路改建工程外业处理以后，需要对 IMU传感器、GNSS 传感器获得的数据实施融合处理，从而获得定位，然后技术人员即可以结合点云数据进行计算，最终可以获得满足要求的点云数据。

数据预处理主要涵盖基站数据转换、点云数据解算处理、点云数量纠正检查、重解点云、解算处理全景照片数据、控制点云着色、转换坐标等步骤。相关工作人员可以利用Inertial Explorer 软件解算高速公路改建工程的定位姿态，需要使用紧耦合进行解算处理。其次，工作人员可以使用在 CoPre 以及 CoＲefin解算处理点云数据、检查纠正全息测绘数据中的点云错误、解算全景数据。

1.4数据后处理

在对高速公路改建工程的数据进行处理，需要对经过预处理后的点云数据实施优化处理，计算高速公路的纵横断面。在进行点云抽稀处理的过程中，车载激光雷达数据量比较大，为后续进行数据处理、数据存储、数据运用增加困难，因此工作人员需要对车载激光雷达数据实施抽稀处理，便于工作人员进行数据处理。

在对点云数据进行去噪处理的过程中，需要在测量点云数据的过程中，受到人文因素以及环境因素产生的影响，但是测量数据涵盖噪声，会直接影响后续进行数据处理的速度以及整体质量，因此工作人员应该在进行滤波处理之前减少或去除噪声。

在分类管理地面点时，工作人员需要在地面点上使用智能全息测绘自动分类功能，能够自动化过滤掉植被位置以及房屋位置，有助于提升断面处理位置的工作效率。利用智能化全息测绘技术可以自行提取纵横断面点，首先，工作人员需要将高速道路的中桩图形文件以及文本文上传到CoProcess软件，技术人员可以使用道路设计模块件自行提取道路横断面以及纵断面的特征点。在进行人工修整时，由于全息测绘难以完全去除树木以及机动车，自行生成的断面位置通常会具有很多误差。因此工作人员应该以人工操作方式对断面位置实施加工处理，保证改建工程设计方案与具体情况可以保持一致。

2智能化全息测绘技术在高速公路改建工程的应用优势

在高速公路改建工程中使用智能化全息测绘技术，作业效率比较高，正常情况下，应用全息测绘的外业时间往往可以在一天以内完成、外业在两天左右，这是传统道路测绘难以达到的效率，因此工作人员可以通过全息测绘技术节省测绘时间。

在使用智能全息测绘技术时，工作人员可以顺利采集到道路改建工程中大量的点云数据以及影像数据，能够获得比较全面的地理信息要素，测绘人员通过整合处理全量要素，不但可以测绘改建工程的横纵断面而且可以将全息测绘技术运用到地形测绘方面、创建道路模型车方面、采集特殊要素方面。

在高速公路改建工程中使用智能化全息测绘技术，可以减少工程的安全风险。测绘人员不需要承担风险对高速公路改建位置进行测绘。而且可以避免人工测绘出现的失误影响改建工程的实施效果，有助于降低出现安全问题的可能性。

在高速公路改建工程中使用智能全息测绘技术，可以不影响公路位置的正常车辆通行，在进行全息测绘的过程不需要进行封路处理、封道处理，降低对公路交通的影响。在使用智能化全息测绘技术以后，需要为高速公路改建工程提供一套行之有效的方案，但是道路全息不会技术也具有一些有待提升之处:目前全息测绘设备的成本价格比较高，扫描测绘时具有盲区，因此测绘领域的工作人员需要通过进一步研究改良这些问题。

结论：综上所述，在高速公路改建工程中使用智能化全息测绘技术，可以精准测量改建工程的数据，能够及时发现改建工程出现的问题，为高速公路改建工程提供充足的数据依据。

参考文献：

[1]顾建祥,杨必胜,董震.智能化全息测绘及示范应用[J].城市勘测,2019(03):10-14.

[2]高井祥,王坚,李增科.智能背景下测绘科技发展的几点思考[J].武汉大学学报(信息科学版),2019,44(01):55-61.