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铁路桥梁高速公路无人机航拍勘测技术的最新发展航拍手段应用
作者:huishi    发布于:2014/9/14 15:04:31    文字:【】【】【

            随着计算机技术、电子信息技术和光电技术等高新技术的发展,以及学科之间的相互交叉和渗人、相互影响和促进,公路勘察设计的测设手段得到了迅速发展。这对改造公路测设的传统技术构成,提高公路测设能力,提高设计质量,促进公路测设新技术的发展起了重要作用。从公路设计过程划分,公路测设分为勘测l外业)和设计(内业)两大部分。勘测部分的发展主要是地形数据采集的自动化和高精度,这取决于各种新技术、先进设备的支持;内业设计部分则主要取决于计算机硬、软件水平的提高。各种侧量高新技术和计算机技术的高度集成,形成的公路测设一体化集成系统,代表了现代公路测设的发展方向.外业勘测中最关键的问题是如何高速、准确、有效地获取设计所需的大面积的各类地形原始数据。公路设计原始地形数据的来源一般有三种方法:采用航测方法从航摄像片上获得数据;已有大比例尺地形图的数字化;野外实测采集地形数据。对每一种数据未源,根据其数据采集的设备、手段不同又有多种数据采集方式:如航测数据采集视其采集设备的不同有模拟法测图、解析法测图、全数字测图以及遥感判释等几种方式;地形图数字化有人工手扶跟踪数字化仪输人法和图形扫描仪(又称全自动数字化仪)输人法两种:野外实测数据有采用全站式电子经纬仪(又称电子速测仪),从野外实测获得地形数据,还有采用全球卫星定位系统(GPS)从野外采集地形数据等多种。从技术发展的角度看,目前最能直接为公路测设提供技术支持的首推航空摄影测量、遥感和全球卫星定位系统(GAS)以及地理信息系统(G1S)}航空摄影测量航空摄影和摄影图像处理为大规模采集地形数据提供了决捷的手段。利用航测方法采集数据能直观地观察地表形态,工作环境好,可以随意和方便地控制地形点的分布和密度,所获得的地形信息可靠、精度高。特别是由于航测仪器的发展,目前较大范围的各种地形图大都是由航测手段成图,而利用解析法测图的解析测图仪在测图的同时,可以附带记录测图信息,不需特意为建立数字地面模型重新采集,这给数据采集带来极大方便,所以航测采样是目前在公路测设中最理想、最成熟,一也是最常用的地形数据采集手段。全数字化测图(也称数字摄影测量)是在解析法测图的基础上发展起来的更为先进的一种摄影测量方法。它与解析法测图的最主要区别是利用相关技术和扫描技术将像片影像数字化,无需人眼进行观测便可得到被测区域的地表二维数据。数字摄影测量从概念上、、手段上、设备上及最终成果等方面,与传统方法都有较大差别。数字摄影测量的主要设备是扫描仪和具有图形图像处理功能的计算机,用来对像片影像数字化。全数字化测图系统的测图过程是首先将像片影像的灰度数字化,然后在计算机上进行数据处理。具体做法是通过扫描方式将像片上影像的灰度值转换成电信号或数字信号,形成“数字影像”,然后用相关技术代替人眼自动地立体照准(寻找)同名像点。目前自动化的相关技术还不能完全代替人眼的立体观察,在隐蔽地区、陡峭地形、影像质量极差或云层遮盖地}c.,以及对地物的识别和植被的处理等仍需人工协助,解决这些问题,也是目前摄影测量界研究的主攻方向。由于自动化测图系统速度快,无需人工量测,测量的数据点密集,有利于各种比例尺的测图,特别是制作正射影像图。这种全数字化、自动化测图方法代表了航空摄影测量学科的发展方向。世界各国竞相投人资金和人力对其深人探讨和研究,也推出了一些成熟的实用产品,在实际生产中得到大范围的推广应用。随着研究工作的深人,数字摄影测量系统在理论上、技术上的日益成熟和应用上的日益普及,全数字测图将成为公路设计中地形数据采集的最理想方法。2.遥感地质判释作为广义摄影测量的重要部分—遥感技术,在公路勘测中的作用越来越得到重视。航摄像片及遥感图像均具有视野广阔、影像逼真、信息丰富的特点,在图像中通过遥感判释技术可直接或间接地获得大量有关工程地质及水文方面的资料,犹如把勘测现场搬到室内进行研究一样,使得勘测设计工作“有的放矢’她进行,避免了盲目性,大大地减少了外业劳动强度,从而提高了勘测设计的质量和速度。遥感技术随着运载工具和传感器的革新而迅速发展,获取信息的手段越来越多,应用的领域也越来越广泛。遥感手段由原来单一的航空可见光摄影遥感逐步发展到热红外、多波段扫描、雷达探测等多种空间遥感技术手段;随着遥感平台的升高,已由航空遥感发展到航天遥感。由于航天遥感覆盖面积大、信息丰富,公路带状大区域的宏观地质现象判释更能突出这项技术的独特优势。国外目前广泛地采用航天遥感资料进行计算机图像处理和信息提取,大量的遥感信息已进入自动识别和自动处理成图阶段,为公路工程地质解译提供了准确可靠的信息来源。3.全球卫星定位系统全球定位系统(GlobalPositioningSystem简称GPS)是美国国防部主要为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的要求而建立的。该系统从20世纪70年代开始设计、研制,历时23年,投资近300亿美元,现已全部建成。GPS是以人造卫星为基础的无线电导航定位系统,它是利用天空中均匀分布的24颗GPS卫星轨道参数及其载波相位信号,通过地面接收设备接收其发射信息,实时地测定地面接收载体的三维位置。作为新一代卫星导航与定位系统,GPS不仅具有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力,而且有良好的抗干扰性和保密性。相对于经典测量学来说,GPS定位技术具有观测点之间无需通视;定位精度高;观测时间短;提供三维坐标;操作简便;全天候作业等主要特点。由于GPS定位技术的高度自动化及其所达到的定位精度和具有的巨大潜力,目前已广泛渗透到经济建设和科学技术的许多领域,在地球科学研究、大地测量、摄影测量的野外控制、航摄机载GPS定位、普通及精密工程测量以及公路控制测量等各个测绘应用领域得到广泛应用。4.地理信息系统地理信息系统(GIS)代表了采用各种现代化的方法采集、分析、存储、管理、显示、传递和应用与地理和空间分布有关数据的一门综合和集成的信息科学,是随着各种测量高新技术、计算机技术、信息科学的发展而逐步形成的。由于GIS具有强大的空间分析和数据处理能力以及数据易于维护、更新和可扩充性,可作为公路CAn系统的基础信息源,在公路的规划、设计、管理、养护等工作中有着十分广阔的应用前景。航测(数字摄影测量)、遥感地质判释、GPS等新技术、新设备、新理论在公路设计中的应用,给传统的公路测量手段带来了巨大变革,随着这些测量高新技术的不断发展,有望实现公路设计所必需的原始地形数据采集工作的自动化,公路设计也将逐步由计算机辅助设计向公路的自动化设计过渡。