攝影測量與遙感技術(shù)在城市軌道交通工程建設(shè)中的應(yīng)用

文/中鐵第六勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司 陸力 蔣政

本研究以攝影測量與遙感技術(shù)為切入點(diǎn)，應(yīng)用傾斜數(shù)字航空攝影、In-SAR、三維激光掃描等技術(shù)，解決城市軌道交通工程建設(shè)中使用傳統(tǒng)測量方法耗時長、作業(yè)困難的數(shù)據(jù)采集工作。傳統(tǒng)的測量方法投入的人力和資金量大，效率低，數(shù)據(jù)定位精度低以及現(xiàn)勢性較差，而攝影測量與遙感技術(shù)在以上幾個方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，具有宏觀、準(zhǔn)確、快速的特點(diǎn)。

1.傾斜數(shù)字航空攝影

傾斜數(shù)字航空攝影是航空攝影測量的一種應(yīng)用方向，只是在搭載的航攝儀上有區(qū)別，傾斜數(shù)字航空攝影是在無人機(jī)平臺上搭載傾斜數(shù)字航攝儀。

傾斜航空攝影數(shù)據(jù)具備多視角、高重疊度、頂面和側(cè)面紋理豐富等特點(diǎn)，通過成熟的處理軟件能夠在航片數(shù)據(jù)獲取后快速生產(chǎn)出帶真實(shí)紋理信息的高精度的三維模型。在城市軌道交通建設(shè)過程中，對建設(shè)范圍內(nèi)的主要道路、建筑、市政設(shè)施等建立三維模型，為城市軌道交通的規(guī)劃、建設(shè)、管理提供虛擬可視化的數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)狀及規(guī)劃方案三維化、實(shí)景化、標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化的疊加顯示，為決策提供支持。

2.三維激光掃描

隨著全自動測量機(jī)器人的發(fā)展，測量機(jī)器人正在慢慢代替?zhèn)鹘y(tǒng)的全站儀測量方法，實(shí)時、自動監(jiān)測。隨著三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展，利用三維激光掃描儀快速獲取隧道斷面數(shù)據(jù)。

現(xiàn)有的收斂計、全站儀等形變監(jiān)測手段僅能獲取部分單點(diǎn)數(shù)據(jù)，難以全面反映隧道整體形變特征。三維激光技術(shù)可以在短時間內(nèi)，全面獲取變形監(jiān)測對象的整體表面點(diǎn)云信息，通過對點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理，提取出中軸線，沿隧道中軸線等間隔連續(xù)地截取隧道斷面并對截取的斷面擬合橢圓，分析擬合出的長、短半軸與設(shè)計半徑的差異，最后針對差異較大的斷面找出形變量較大的點(diǎn)位。通過三維激光掃描技術(shù)監(jiān)測隧道斷面具有精度高、覆蓋全面的特點(diǎn)，其豐富的高精度點(diǎn)云數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確反映出隧道斷面出現(xiàn)的變化，為地鐵結(jié)構(gòu)安全分析提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

3.D-InSAR技術(shù)

合成孔徑雷達(dá)干涉測量（D-InSAR）技術(shù)是采用差分干涉技術(shù)獲取地面的微小變化，當(dāng)兩次成像期間地面發(fā)生微小形變時，將地形相位、平地相位、大氣延遲相位等從相位中去除，得到監(jiān)測區(qū)域的地表形變信息。作為一種新型的空間大地測量技術(shù)，具有全天時、全天候、目標(biāo)范圍廣的觀測能力，能夠獲取高精度、高分辨率、大范圍的地表形變信息。將這種新技術(shù)引入城市軌道交通工程領(lǐng)域，可以準(zhǔn)確有效地監(jiān)測大范圍的地面沉降變化。

開展城市軌道交通工程建設(shè)和運(yùn)營期間的變形監(jiān)測，及時掌握工程及其環(huán)境周圍可能產(chǎn)生變形的區(qū)域及對象，確保城市軌道交通工程建設(shè)和運(yùn)營安全及其環(huán)境安全，已成為城市現(xiàn)代化建設(shè)中不可缺少的重要工作。

4.結(jié)語

城市軌道交通的快速發(fā)展需要引進(jìn)先進(jìn)的測量新技術(shù)和新方法，相比較傳統(tǒng)的測量手段，攝影測量與遙感數(shù)據(jù)能夠及時、準(zhǔn)確、快速地反映城市軌道交通沿線現(xiàn)階段的地表信息，為城市管理的決策工作提供重要支持。