無人機的特點及其在公路工程建管養領域中的應用研究

王蕾

摘要：以無人機為研究背景，在分無人機遙測系統的特點的同時，對其在公路工程建設管理、養護中的應用進行簡要的分析。實踐可知，無人機具備操作簡便、測繪精度高、成圖速度快等優勢，故而將其應用在公路工程建管養領域能夠提升該領域的工作效率，對促進我國交通事業發展有積極的作用。

關鍵詞：無人機特點;公路工程;建管養;應用研究

無人機遙測技術的運行成本比較低，且操作比較方便，能夠滿足多種條件的應用，同時也不會占用道路資源，在該技術應用到實際操作中，可以提升工作效率，保證數據更加的精確，能夠提高施工整體水平。因為測量精度高、自動化效果好，所以無人機遙測技術可以更加直接反映出現場的實際情況，能夠有效的開展各項工作。

一、無人機遙測系統的特點

（一） 空間分辨率高和數據精度高

無人機系統中安裝了高精度數碼成像設備，可以在低空飛行，可以覆蓋多個區域，能夠實現垂直、傾斜方面的成像，滿足多種條件的使用需要。遙感影像數據的合理利用之下，通過數據來進行點云數據進行分類處理，可以自動獲取測量范圍內的各項數據，建立數字高程模型（DEM）數據、地形圖等，各項數據結果可以形成數字地形模型（DTM）。因為無人機的飛行高度相對比較低，所以通過使用無人機遙感來進行地物拍攝能夠獲取更高精度的圖像，同時可以實現重疊拍攝，獲取大比例尺的影像。

（二）成果自動生成且較為全面

無人機遙測技術可以將原始的測量影像通過系統直接轉變為DOM 和 DEM 數據，并且通過GIS 和 RS 軟件輸出 ArcGIS、ERDAS、SocetSet 等各種測量軟件能夠直接讀取的文件格式，以保證正常工作可以進行。無人機遙測可以有效的實現自動生產具備紋理信息的三維模型，該方式較之傳統的三維模型來說，效率非常高，且準確性高，能夠有效的實現三維景觀制作。通過拼接的方式可以組合成為整個測量區域的全景影像，其可以更好的糾正扭曲影響，從而可以提升影像的精確度。在通過一系列的處理之后，可以形成DSM（數字表面模型），其中的任何像素都能夠準確的確定坐標和高度值，滿足正常使用的需要。

（三） 數據準確可信度高

當前應用到測繪領域中的無人機，一般都是中低空飛行的設備，其飛行高度處在50m～3000m之間。因為該設備靈活度比較高且不會受到天氣環境的影響，無人機在山地、丘陵等復雜條件下運行，可以根據雨霧等天氣來作出調整，以保證測量工作可以順利的進行。因為無人機是低空飛行，所以可以獲取更高清的地面影像數據信息，其和傳統遙感技術對比分析，并不會受到云層的影響。除了暴風雨天氣不會影響正常測量工作，烈日、陰云、小雨等天氣都不會給測量產生任何影響，可以完全實現數據的準確采集，大大提升操作的效率，因為圖像數據傳輸可以達到實時性的要求。

二、公路工程領域的應用

（一） 水土保持

近年來無人機遙感技術逐步應用到各個領域中，尤其是規劃調查、土地環境動態監測、工程項目驗收、災害發生情況等方面，都取得非常好的效果，其逐步的成為土壤侵蝕調查的主要方式，可以準確掌握土壤信息。無人機可以準確獲取低空0.05～0.50m范圍內高清晰的影響數據，給后續處理提供基礎條件，可以大大提升工作的質量和效率。因為無人機可以實現低空、低速的運行，可以獲取更加準確的影像文件，直觀性好且實時度高，能夠準確的掌握土壤侵蝕情況，了解地形條件，然后有效的開展后續工作。從大量的實踐經驗分析可以發現，無人機遙測可以應用到公路病害檢測領域內，也就是說通過無人機可以快速的獲取公路病害問題，具備效率高、精確度高，能夠及時發現公路項目的隱患問題，避免發生嚴重的安全事故問題。

（二） 養護檢查

無人機中安裝合理的設備來進行公路養護檢測，能夠及時、準確的獲取相應的數據信息，能夠從多元化、精細化的養護管理措施，以提升工程的整體效果。從養護檢測的具體情況分析，無人機中安裝相應設備就能夠實現高空任意點懸停，利用攝像和檢測系統能夠對特性對象來進行影像數據采集。在具體的項目實施過程中，無人機圖像和地面DEM資料聯合應用，能夠建立完善的道路、橋梁等管理體系，可以進行必要的變形數據監測，然后在系統中應用高分辨率圖像來進行建模與影像分析，從而可以通過智能信息提取模型，可以進行最終的橋梁信息高精度與變形量的檢測。在橋梁工程的檢測過程中，無人機中安裝高清攝像裝置可以準確、快速的獲取橋梁節點板、底面等結構部分的相應信息，而機載紅外線成像儀能進行橋梁的斜拉索、主塔等結構百服寧的信息快速采集，并且能夠準確的掌握橋梁的突變與損壞的情況。公路橋梁項目的高邊坡與橋梁墩臺等部分檢測中，無人機安裝的相應設備可以進行結構部分的觀測與檢查，了解滑坡、垮塌等災害前的預警，以更好的消除安全隱患，切實提升工程的安全性。

（三）施工管理

綠化工程是整個公路項目建設工程中的關鍵結構部分，無人機中安裝相應設備能夠實現快速檢查與質量檢測，也就是說進行不同尺寸整體檢查與局部放樣檢測，能夠進行公路項目綠化效果檢測，確定是否可以滿足工程的使用要求。

施工現場內的車輛運行、機械振動與刮風都會導致揚塵問題的存在，所以可以根據需要征收場地的揚塵排污費用，可以有力的懲處施工單位。對于該費用收取來說，要按照場地面積、貨物堆放、車輛運行等方面來確定，對于拆遷等類型的施工場地，要詳細的檢查抑塵使用措施，同時還應該加強關鍵性指標的管理和控制，以保證無人機可以快速、準確的獲取相應的信息。對于復雜性高、規模比較大的橋梁項目來說，總結施工經驗，露天高空與深水作業都要根據需要來設置觀察盲點，同時需要應用無人機來進行現場的三維數據采集和控制，可以對就近的水域、橋墩下部等不能有效處理的位置，要在現場加強管理和控制。從以往經驗分析可以發現，工程質量和現場管理中的無人機設備應用可以提高檢測數據精確度和效率，實現多方面、多角度的數據檢測。

（四）勘測及調查選線

對于公路帶狀地形圖測量的過程中，主要應用的是全站儀測量法、GNSS RTK 測量法、傳統航空測量法，但是這些方式都存在著一些缺陷，具體如下所示：全站儀測量及 GNSSRTK 測量要投入大量人力資源，且勞動量過大，并且存在很多的危險因素，特別是一些地形復雜和建筑分布密集的區域中。傳統航空測量技術在應用中，極易受到天氣條件的影響，雖然該技術成熟，但是測量周期比較長，且成本高。

從大量的實踐經驗分析可以發現，無人機中搭載單臺數碼相機的方式，可以進行準確的公路路線測量與調繪，可以保證測量工作的效率和質量，并且這種方式成本低、操作方便，并不需要制備專用機場。無人機航測方式可以實現低空飛行，不會受到機場限制，采集數據精度高且圖像清晰，能夠為后續施工奠定堅實的基礎。

三、結語：

無人機遙測技術的運行效率比較高，且成本較低，能夠實現中低空飛行，可以滿足多種條件的使用需要，將其應用到公路工程領域中取得非常好的效果，可以有效的提升公路整體水平，滿足交通運行的需要，同時也能夠帶動其它行業的發展和進步。

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