無人機航測技術(shù)在路橋檢測中的應(yīng)用

馬亮

【摘要】無人機航測技術(shù)應(yīng)用于路橋檢測過程中，可以保證檢測結(jié)果的全面性、準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)的檢測技術(shù)存在許多不足，通過無人機航測技術(shù)的優(yōu)勢可以有效避免各種因素導(dǎo)致的誤差，詳細(xì)分析無人機航測技術(shù)應(yīng)用于路橋檢測過程的每個步驟，如布控、校檢、攝影記錄、DOM的制作和檢測結(jié)果分析，保證路橋檢測結(jié)果準(zhǔn)確性提高，推動路橋行業(yè)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】無人機航測技術(shù);路橋檢測;應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，推動著測繪領(lǐng)域的快速發(fā)展。路橋檢測對于公路橋梁的建設(shè)、管理、養(yǎng)護(hù)工作具有重要作用。將無人機航測技術(shù)應(yīng)用于路橋檢測工作中，與傳統(tǒng)的測繪技術(shù)相比，一方面提高了檢測的效率，另一方面則能有效保證路橋的質(zhì)量。無人機航測技術(shù)可以收集相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞給地面控制臺完成地理勘探、質(zhì)量檢測等任務(wù)，無人機航測技術(shù)有助于檢測領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能化、現(xiàn)代化進(jìn)程的發(fā)展。

1、無人機航測技術(shù)的優(yōu)勢

1.1高分辨率

無人機航測技術(shù)是通過GPS定位技術(shù)、攝影技術(shù)和無人機技術(shù)，并有利于低空飛行，實現(xiàn)高分辨攝影圖像的一項新型測繪技術(shù)。通過無人機航測技術(shù)可以使拍攝的影像數(shù)據(jù)分辨率為厘米級，無人機航測技術(shù)比傳統(tǒng)檢測技術(shù)使用的范圍更廣，應(yīng)用的環(huán)境更為復(fù)雜，彌補傳統(tǒng)檢測技術(shù)存在的缺陷，提高所獲得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，消除由于人工因素導(dǎo)致的誤差[1]。

1.2時效性和性價比

與傳統(tǒng)高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)相比，采用無人機航測技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)在存檔數(shù)據(jù)和編程拍攝時具有良好的時效性，無人機航測技術(shù)的工作地點、工作時間具有隨機性，融合多項現(xiàn)代化技術(shù)的無人機航測技術(shù)極大程度縮短了測量現(xiàn)場所需要的時間，及時為相應(yīng)的決策提供所需要的數(shù)據(jù);應(yīng)用無人機航測技術(shù)可以高效、準(zhǔn)確地獲取航拍數(shù)據(jù)，使用的成本較低，對社會效益和經(jīng)濟效益具有顯著的提高，推動現(xiàn)代檢測技術(shù)的快速發(fā)展。

1.3限制區(qū)域小

由于我國國土面積廣闊，各大區(qū)域的地、氣候具有很大的差異，一些常年降雪、云層較厚的地區(qū)對衛(wèi)星遙感技術(shù)帶來一定的難度，很不利于數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。根據(jù)國家的相關(guān)規(guī)定大型無人機的飛行高度不得低于5千米，由于飛機飛行過程中受到氣流、云層等環(huán)境因素的影響，因此會使測量結(jié)果的準(zhǔn)確性降低，采用無人機航測技術(shù)可以確保監(jiān)控區(qū)域的限制性降低，從而保證獲取的影像精度、質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)[2]。

2、無人機航測技術(shù)路橋檢測的應(yīng)用

無人機航測技術(shù)一般通過無人機飛行控制系統(tǒng)、影像設(shè)備、遙控器、地面接收站等相關(guān)設(shè)備獲取具體施工現(xiàn)場或橋梁結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行測繪和檢測，獲取相關(guān)的地理位置坐標(biāo)、地質(zhì)狀況、結(jié)構(gòu)尺寸、外觀質(zhì)量等信息，避免受到復(fù)雜的環(huán)境因素影響，導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)失誤，確保檢測結(jié)果準(zhǔn)確性的提高。

2.1布設(shè)影像記錄控點

由于路橋的總體距離較長，很難設(shè)置一個覆蓋全程的中心點，設(shè)置的中心點也會導(dǎo)致檢測成本的增加。為了減少檢測成本的耗費，需要避免無人機跨越全程飛行的情況出現(xiàn)，因此，需要對影像記錄控點進(jìn)行布設(shè)，確定的拍照位置可以作為無人機操控的主要控制中心，也可以作為圖像上傳的中繼點，遵守相應(yīng)的設(shè)定原則，即布設(shè)點需近似等間隔，確保附近的交通、通訊便利，在確定的位置預(yù)埋童熏電纜，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋苊獬霈F(xiàn)無線傳輸?shù)确矫娴膯栴}[3]。

2.2高分辨率攝像機的校檢

每次進(jìn)行航測的前期，需要校檢無人機具有高分辨率的攝像機，對可能存在的故障進(jìn)行排除。校檢的相關(guān)內(nèi)容包括無人機定位精度、無人機操控性能、存儲空間、數(shù)據(jù)傳輸功能的審查，一般采用二級檢查制度的方式在每次使用前進(jìn)行功能檢查，按照相關(guān)的規(guī)章制度檢查每個部位、功能點，每隔半年對相關(guān)的飛航、飛控、供電和攝像等指標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.3地面圖像攝影的相關(guān)記錄

路橋航測正式開始之后，通過操控?zé)o人機按照事先設(shè)定的軌跡、航速和高度掃描路橋的實際情況，全面覆蓋路橋的細(xì)節(jié)，復(fù)查高風(fēng)險部位和質(zhì)量薄弱環(huán)節(jié)。根據(jù)路橋的實際走向推動無人機掃描的具體方向，將路橋固定邊沿和中界線作為無人機實際的行進(jìn)線路，根據(jù)事先設(shè)定的航速進(jìn)行飛行，并觀察路橋反映通過無人機航測技術(shù)反映出現(xiàn)的有關(guān)質(zhì)量、配套設(shè)備級設(shè)施標(biāo)注等圖像信息。根據(jù)路橋的實際情況進(jìn)行分析，無人機對地面進(jìn)行圖像拍攝的過程中，在20m的高空實現(xiàn)對路面進(jìn)行全面的覆蓋，包括質(zhì)量較為薄弱的環(huán)節(jié)和高危的部位，特指涵洞基礎(chǔ)、橋梁和引橋的結(jié)合部位、橋基等位置，采用無人機航測技術(shù)存儲上傳到相機內(nèi)，并將營銷記錄控點圖像進(jìn)行保存，將記錄位置、照度和偏角等相關(guān)信息和存儲的位置采取同步處理。

2.4正射影像圖的制作

采用無人機航測技術(shù)對施工現(xiàn)場的周邊環(huán)境進(jìn)行拍攝，并獲取的圖像進(jìn)行處理時，確保相關(guān)影像控點圖像滿足規(guī)范的格式要求和特定的視角。正射影像圖的制作是通過專用格式變換軟件對獲取的圖像中不同位置的控制點進(jìn)行調(diào)整，確保其像素點進(jìn)行交匯，從而作為路橋檢測的基本參考。無人機航測技術(shù)會使圖片邊緣出現(xiàn)廣角變形的情況，因此需要在航測時，規(guī)定圖像的實際檢測范圍，一旦圖片與實際情況不符合的情況出現(xiàn)，則需要對圖像進(jìn)行修改，識別并消除存在的隱患，從而對相關(guān)圖像進(jìn)行分類和數(shù)據(jù)處理，保證路橋檢測的準(zhǔn)確性和精確性。

2.5最終的檢測結(jié)果分析

完成一系列路橋檢測工作后，需要完善無人機拍攝的路橋影像圖，審查需要檢測的路橋樁號、寬度、路況等實際信息，一旦發(fā)現(xiàn)路橋的相關(guān)位置出現(xiàn)缺陷，或者標(biāo)注的位置不清晰、不明顯等情況，需要詳細(xì)記錄不同種類的損傷和人為因素、環(huán)境因素導(dǎo)致的風(fēng)險，根據(jù)路橋的實際情況劃分存在的缺陷種類，并確定缺陷發(fā)生的實際位置。根據(jù)相關(guān)的行業(yè)規(guī)范，采用相應(yīng)的軟件系統(tǒng)對相關(guān)的資料進(jìn)行匯總、分析，根據(jù)路橋的實際情況和相應(yīng)的技術(shù)對技術(shù)狀況和檢測結(jié)果進(jìn)行評定。

結(jié)語：

無人機航測技術(shù)應(yīng)用于路橋檢測過程中，可以提高檢測的準(zhǔn)確性，并保證檢測的質(zhì)量。針對傳統(tǒng)測量技術(shù)存在的不足，對無人機航測技術(shù)進(jìn)行研究，通過無人機航測技術(shù)解決環(huán)境因素和人為因素產(chǎn)生的誤差，為路橋檢測帶來更多的好處，促進(jìn)路橋行業(yè)的穩(wěn)定、快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王文超.無人機航測技術(shù)分析與應(yīng)用探討[J].城鎮(zhèn)建設(shè)，2020，（3）：275.

[2]王軍元，張備，朱勇.無人機航測技術(shù)的應(yīng)用與實踐分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018，（6）：114.