无人机测绘成果在公路设计中的应用及
分析
摘要：近年来，我国公路工程建设规模逐渐扩大，而为了能够有效保障公路工程的实际建设质量，结合了现代化的科学技术，利用无人机对公路工程进行测绘，能够有效缩短工期，但与此同时，在公路工程的施工建设过程当中，使用无人机进行测绘仍然存在着一些急需解决的问题，因此，本文将结合无人机航空测绘与公路工程设计进行全面分析。
关键词：无人机测绘；公路设计；应用分析
引言：在我国以往的公路工程施工建设过程当中，采取的测量方式在实际当中会受到多种不定因素的影响，包括公路建设的地形、天气因素以及人工成本等，因此，导致测绘周期相对较长，工作效率低下，难以满足现代化的公路工程建设需求，因此，结合现代化高科技的无人机公路测绘方式，操作较为便捷且成本投入相对较低，更为灵活，能够为公路工程广泛使用，从而为公路工程的总体设计提供了更为便捷的测绘渠道。
1 无人机测绘基本原理以及系统构成 1.1无人机测绘原理
在公路工程中采用的无人机测绘方式，主要是应用飞行器承载相机截取高空影像，常见使用CCD相机作为搭载摄像头，通过地面控制系统对无人机进行指挥遥控，下达拍摄指令，对整体所需拍摄画面进行监控，并通过集成影像采集相应的数据。从整体上来讲，无人机测绘主要是基于现代化的智能终端，构建自动化的数据收集，摆脱传统人工测绘方式，实现高空拍摄成像，具有较高的工作能力，且无人机自身性能指标相对较好，飞行速度、荷载能力等都能够达到对公路工程常见采用的测绘方式标准。
1.2遥感系统结构
利用无人机在公路工程当中实现测绘的主要构成则是建立在互联网计算机系统的基础上，在地面形成中心控制系统，接收数据的同时，对无人机进行遥控，发出指令、规划航线，控制无人机能够对相应的数据信息进行收集。具体来讲，无人机的系统构成包括飞行器平台、遥感传感系统以及遥感空中控制子系统等，不同类型的无人机自身的飞行器种类也存在着较大的差异性，包括直升机、无人驾驶飞艇等装有涡喷、涡扇动力装置，起飞时弹射、地面起飞以及投放等不同形式进行工作，而遥感传感系统则是无人机自身携带的拍摄设备。一般情况下，大多数无人机进行公路测绘时常用普通数码相机，对于无人机来讲，航测专用相机重量较大，难以协助无人机对数据攫取或飞行，而普通数码相机同样可以做到遥感影像截取，通过拍摄获取相应数据信息，除此之外，在无人机上安装GPS定位仪器，通过地面控制系统建立网络连接，促使无人机通过地面指令，按照相应的路线规划进行飞行测绘，在现阶段的公路工程当中，使用到无人机测绘时，大多应用GPS或惯导方式。
2无人机公路测绘中存在的问题
我国现阶段大多数在建的公路工程都能够应用无人机测绘，其行测标准适用于各种类型的无人机，在进行公路工程无人机测绘过程当中，无人机搭载的相机拍摄图片画面幅度相对较小，而传统的公路工程设计当中需要的数据信息必须全面结合地形图呈现出矢量线化状态，因此，需要在公路工程整体范围内建设大量控点。应用无人机进行测绘时能够有效降低成本，但在一定程度上无法有效控制外业像控点的投入成本，而基于无人机在公路工程测绘工会程当中使用到中心投影影像，常见使用正射影像进行测绘，而公路工程进行方案设计时，需要使用到数字化图，需要在无人机测绘的正射影像基础上进行处理，否则将会进一步影响到整体公路地图设计的质量。大多数的公路工程建设在较为广阔平坦的地区，因此，能够应用无人机进行良好的测绘工作，但是基于特殊的植被茂密或地面起伏趋势相对较大的地区应用无人机进行测绘的实际效果相对较差，且无人机作为高科技手段建设公路设计时相应的操作人员对于业内的数据处理存在着较大的认知差异，要么无法保障无人机能够安全行驶完成测绘，要么则是无法把控测绘数据，
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因此，全面提升无人机操控人员的综合素质，能够有效运行无人机测绘，也是现阶段无人机在公路设计测绘中的重要问题。
3 无人机测绘以及数据处理设计应用 3.1 2DOM（数字正射影像）
在公路工程设计当中应用到无人机测绘成果，主要是利用无人机自身的飞行系统对整体作业现场进行航飞测控，通过场内各个像控点的布设测量，利用GPS系统获取高精度原始数据，通过中心传输系统将数据传输给处理中心，最终能够经过分析处理后，获得公路设计所需的3D成果数据。数字正射影像是通过无人机飞行系统针对于高空拍摄的原始图像，由于内外双重因素共同影响形成的数据影像图，按照标准图像范围幅度裁剪生成，在图像内包含了整体地形轮廓以及坐标单位，拥有相应数据标注装饰的平面影像图，则被称为数字正射影像。而无人机在公路工程当中进行测绘时，通过纠正光色处理，对相应图片进行分解、镶嵌后形成的正射影像图，能够反映出地面上真实的影像信息，相对来讲更具直观简易性，能够帮助公路工程设计人员更加直接的了解到地面地形信息以及相应数据。正射影像图自身的内容丰富，应用优势较大，制作周期相对较短且利用数字线化图作为基础，精准容纳其他采集数据，在其中提取出相应需要的自然资源以及社会现行信息，从而为公路设计提供切实可靠的测定依据。
3.2 3DEM（数字高程模型）
使用无人机进行公路工程测绘时所得到的数字高程模型，具有一定数列排序特点，是整体测绘当中形成的数字地形模型中的其中一个分支，高度概括了所有拍摄画面内的地形地貌，包括地势走向、坡度变化率等内在的线性以及非线性空间组合数据，通过无人机测绘形成的数字高程模型，能够针对于公路工程当中树林茂密地区植被覆盖率相对较高的地势特征进行拍摄获取，采用点云处理软件，对相应的覆盖点进行激光雷达扫描剔除植物，从而获取到所需的数字高程模型，针对于初期公路设计的选线工作来讲，使用无人机测绘能够全面获取相应的数字高程模型，进一步满足设计需求，降低勘测周期时间的同时，全面结合公路勘测细则中的规定，能够保障数据的真实准确。
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3.3 4DLG（数字线化图）
而数字线化图同样是在公路工程设计当中必不可少的数据信息之一，使用无人机进行测绘时，通过对地形要素中的矢量数据进行收集，保存各个地形要素之间所具有的空间关系以及基本属性信息，为公路设计提供最终确定图纸的相应辅助数据，通过数据综合对比，能够反映出公路工程中的路线与相邻事物之间产生的逻辑要素关系，根据数字线化图提供的设计依据能够有效规划整体公路工程路线分布，优化公路设计，进一步满足公路工程建设的空间所需，数字线化图的测绘特点包括投影、坐标、系统以及内容的一致，比例尺大小相同之下，输出矢量格式的数字线化图，最终整理得出的相应数据内容能够最高满足1：2000的公路设计地形图要求。
结束语：随着无人机测绘技术在现代化科学技术构建下逐渐趋于成熟，能够广泛应用在公路工程设计当中，为其提供真实、准确的数据信息，无人机基于高空作业的方式，成为了在公路测量工作当中不可替代的现代化设备，其自身具有着降温明显的应用优势，测量结果能够保障高精度的同时，节约人力测量成本，并且无人机测量工作效率相对较高，进一步缩短公路工程设设计周期，并保障公路工程后续施工质量。
参考文献：
[1]李祥斌,张奇.无人机测绘成果在公路设计中的应用及分析[J].居舍,2019(32):107.
[2]马山松.无人机测绘成果在公路测量中的应用及分析[J].测绘与空间地理信息,2018,41(04):199-201.
