无人机倾斜摄影测量在山区公路施工放样中的精度控制与应用

一、引言

山区地形地貌复杂，存在大量沟壑、陡坡等地形，给公路工程施工带来诸多挑战。施工放样作为公路施工的关键环节，其精度直接决定公路线性、高程等核心指标是否符合设计要求，对工程质量与行车安全具有重要影响。传统的作业方法需要大量的外业测绘人员深人现场长时间操作,其成本高、工作强度大、操作工序复杂、且耗费工时,亟须新的作业方法和更先进的测绘技术来提高作业效率和减少外业测量的工作。近期快速发展的无人机低空摄影测量技术可针对性解决该问题。随着测绘技术的快速发展，无人机倾斜摄影测量技术应运而生。该技术通过搭载多台倾斜相机的无人机平台，从不同角度采集地面物体影像数据，结合摄影测量原理与计算机视觉技术，可快速构建高精度、高分辨率的三维实景模型。相较于传统测量技术，无人机倾斜摄影测量具有覆盖范围广、数据获取效率高、三维建模直观等优势，能够有效克服山区地形对测量工作的限制。因此，研究无人机倾斜摄影测量在山区公路施工放样中的精度控制方法与应用路径，对推动山区公路建设技术升级、保障工程质量具有重要的现实意义。

二、无人机倾斜摄影测量在山区公路施工放样中的精度控制

2.1 前期数据采集精度控制

前期数据采集是保障山区公路施工放样精度的基础，主要涵盖控制点布设与无人机影像采集两个环节。在控制点布设方面，需结合山区地形特点与公路设计路线，遵循“ 均匀分布、视野开阔、稳定可靠” 的原则，选择地势较高、无遮挡的位置布设平面与高程控制点。控制点数量需根据测量区域范围与地形复杂程度确定，确保相邻控制点间能够相互通视，同时满足后续空三加密计算对控制点密度的要求。为提升控制点自身精度，需采用静态GPS 测量方法进行观测，观测时长与数据处理需严格按照相关规范执行，确保控制点坐标误差控制在毫米级范围内。

2.2 三维模型构建精度控制

三维模型构建是无人机倾斜摄影测量技术应用的核心环节，其精度直接影响后续施工放样结果的可靠性。该环节的精度控制主要包括空三加密计算与三维模型生成两个方面。在空三加密计算中，需利用前期布设的控制点坐标对影像数据进行约束，通过专业摄影测量软件对影像同名点进行自动匹配与计算，生成加密点坐标。为提升空三加密精度，需对匹配后的同名点进行人工筛选，剔除因影像模糊、遮挡导致的错误匹配点，同时对空三加密结果进行精度检验，确保平面与高程加密误差符合山区公路施工放样的精度标准。

在三维模型生成阶段，需根据空三加密成果与影像数据，采用密集匹配技术生成密集点云，再通过三角网构建与纹理映射生成三维实景模型。在密集匹配过程中，需合理设置匹配参数，平衡匹配效率与精度，对于山区地形起伏较大的区域，可适当提高匹配密度，以更好地还原地形细节。三角网构建时，需对生成的三角网进行质量检查，修复因数据缺失或匹配错误导致的漏洞与异常三角面，确保三维模型的完整性与连续性。纹理映射阶段，需选择分辨率高、色彩均匀的影像作为纹理数据源，避免因影像拼接痕迹明显或色彩偏差影响模型视觉效果与量测精度，最终生成的三维模型需满足山区公路施工放样对线性、高程等关键指标量测的精度要求。

2.3 施工放样过程精度控制

施工放样过程中的精度控制是将三维模型中的设计信息准确转化为实地施工标记的关键。首先，需在三维实景模型中提取公路设计路线的中线点、边桩点、高程控制点等放样特征点的坐标数据，提取过程中需结合公路设计图纸，确保提取的特征点位置与设计要求一致，避免因模型量测误差或数据提取错误影响放样精度。其次，在实地放样操作中，需采用高精度测量设备，如RTK-GPS，将三维模型中提取的特征点坐标输入设备，进行实地定位。

三、无人机倾斜摄影测量在山区公路施工放样中的应用

3.1 施工前期地形勘察与设计优化

在山区公路施工前期，无人机倾斜摄影测量技术可用于高效开展地形勘察工作。通过无人机快速采集公路沿线区域的影像数据，构建三维实景模型，能够直观、全面地呈现沿线地形地貌、植被覆盖、既有建筑物等信息，相比传统地形测量方法，大幅缩短了勘察周期，降低了野外作业强度。基于构建的三维模型，设计人员可进行详细的地形分析，如坡度、坡向计算、沟壑深度测量等，为公路路线选线提供精准的地形数据支持。

3.2 施工过程中的动态放样与监测

在山区公路施工过程中，无人机倾斜摄影测量技术可实现动态放样与施工监测的一体化。针对山区公路施工中常见的路基开挖、桥梁桩基施工、隧道洞口开挖等关键工序，可利用前期构建的三维实景模型，结合施工进度计划，定期采集施工区域的影像数据，更新三维模型，实现施工过程的动态可视化管理。在路基施工放样中，通过将路基设计断面参数导入更新后的三维模型，可快速确定路基开挖线、填筑线的实地位置，指导施工人员进行精准作业，避免因路基超挖或欠挖导致的工程返工。

3.3 施工后期验收测量

山区公路施工后期验收测量是检验工程质量是否符合设计要求与规范标准的重要环节。传统验收测量需对公路中线位置、高程、宽度、边坡坡度等多项指标进行逐一测量，工作繁琐，效率低下。无人机倾斜摄影测量技术在验收测量中具有明显优势，通过采集公路全线的影像数据，构建高精度三维模型，可在模型中快速量测各项验收指标，如公路中线点的平面位置偏差、路面高程偏差、路基宽度、边坡坡度等，量测结果直观、准确，且能够覆盖公路全线，避免传统抽样测量可能存在的遗漏问题。

四、结语

无人机倾斜摄影测量技术以其高效、精准、直观的优势，为山区公路施工放样提供了全新的技术解决方案，有效克服了传统放样方法在山区环境中面临的诸多限制。通过在前期数据采集、三维模型构建、施工放样过程三个关键环节实施严格的精度控制措施，能够确保该技术在山区公路施工放样中的精度满足工程规范要求。在实际应用中，该技术不仅能够提升施工前期地形勘察与设计优化的效率，实现施工过程中的动态放样与监测，还能为施工后期验收测量提供精准的数据支持，对保障山区公路施工质量、提高施工效率、降低工程成本具有重要作用。

未来，随着无人机技术、摄影测量算法与计算机处理能力的持续发展，无人机倾斜摄影测量技术在山区公路施工放样中的应用将更加成熟、广泛，为山区交通基础设施建设的高质量发展提供更强有力的技术支撑。

参考文献

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