無人機(jī)的特點(diǎn)及其在公路工程建管養(yǎng)領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

王蕾

摘要：以無人機(jī)為研究背景，在分無人機(jī)遙測系統(tǒng)的特點(diǎn)的同時，對其在公路工程建設(shè)管理、養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行簡要的分析。實(shí)踐可知，無人機(jī)具備操作簡便、測繪精度高、成圖速度快等優(yōu)勢，故而將其應(yīng)用在公路工程建管養(yǎng)領(lǐng)域能夠提升該領(lǐng)域的工作效率，對促進(jìn)我國交通事業(yè)發(fā)展有積極的作用。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)特點(diǎn);公路工程;建管養(yǎng);應(yīng)用研究

無人機(jī)遙測技術(shù)的運(yùn)行成本比較低，且操作比較方便，能夠滿足多種條件的應(yīng)用，同時也不會占用道路資源，在該技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際操作中，可以提升工作效率，保證數(shù)據(jù)更加的精確，能夠提高施工整體水平。因?yàn)闇y量精度高、自動化效果好，所以無人機(jī)遙測技術(shù)可以更加直接反映出現(xiàn)場的實(shí)際情況，能夠有效的開展各項(xiàng)工作。

一、無人機(jī)遙測系統(tǒng)的特點(diǎn)

（一） 空間分辨率高和數(shù)據(jù)精度高

無人機(jī)系統(tǒng)中安裝了高精度數(shù)碼成像設(shè)備，可以在低空飛行，可以覆蓋多個區(qū)域，能夠?qū)崿F(xiàn)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(shù)據(jù)的合理利用之下，通過數(shù)據(jù)來進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，可以自動獲取測量范圍內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，建立數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)、地形圖等，各項(xiàng)數(shù)據(jù)結(jié)果可以形成數(shù)字地形模型（DTM）。因?yàn)闊o人機(jī)的飛行高度相對比較低，所以通過使用無人機(jī)遙感來進(jìn)行地物拍攝能夠獲取更高精度的圖像，同時可以實(shí)現(xiàn)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(jī)遙測技術(shù)可以將原始的測量影像通過系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)變?yōu)镈OM 和 DEM 數(shù)據(jù)，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(jìn)行。無人機(jī)遙測可以有效的實(shí)現(xiàn)自動生產(chǎn)具備紋理信息的三維模型，該方式較之傳統(tǒng)的三維模型來說，效率非常高，且準(zhǔn)確性高，能夠有效的實(shí)現(xiàn)三維景觀制作。通過拼接的方式可以組合成為整個測量區(qū)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(shù)字表面模型），其中的任何像素都能夠準(zhǔn)確的確定坐標(biāo)和高度值，滿足正常使用的需要。

（三） 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可信度高

當(dāng)前應(yīng)用到測繪領(lǐng)域中的無人機(jī)，一般都是中低空飛行的設(shè)備，其飛行高度處在50m～3000m之間。因?yàn)樵撛O(shè)備靈活度比較高且不會受到天氣環(huán)境的影響，無人機(jī)在山地、丘陵等復(fù)雜條件下運(yùn)行，可以根據(jù)雨霧等天氣來作出調(diào)整，以保證測量工作可以順利的進(jìn)行。因?yàn)闊o人機(jī)是低空飛行，所以可以獲取更高清的地面影像數(shù)據(jù)信息，其和傳統(tǒng)遙感技術(shù)對比分析，并不會受到云層的影響。除了暴風(fēng)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(chǎn)生任何影響，可以完全實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集，大大提升操作的效率，因?yàn)閳D像數(shù)據(jù)傳輸可以達(dá)到實(shí)時性的要求。

二、公路工程領(lǐng)域的應(yīng)用

（一） 水土保持

近年來無人機(jī)遙感技術(shù)逐步應(yīng)用到各個領(lǐng)域中，尤其是規(guī)劃調(diào)查、土地環(huán)境動態(tài)監(jiān)測、工程項(xiàng)目驗(yàn)收、災(zāi)害發(fā)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(diào)查的主要方式，可以準(zhǔn)確掌握土壤信息。無人機(jī)可以準(zhǔn)確獲取低空0.05～0.50m范圍內(nèi)高清晰的影響數(shù)據(jù)，給后續(xù)處理提供基礎(chǔ)條件，可以大大提升工作的質(zhì)量和效率。因?yàn)闊o人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)低空、低速的運(yùn)行，可以獲取更加準(zhǔn)確的影像文件，直觀性好且實(shí)時度高，能夠準(zhǔn)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(xù)工作。從大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析可以發(fā)現(xiàn)，無人機(jī)遙測可以應(yīng)用到公路病害檢測領(lǐng)域內(nèi)，也就是說通過無人機(jī)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(fā)現(xiàn)公路項(xiàng)目的隱患問題，避免發(fā)生嚴(yán)重的安全事故問題。

（二） 養(yǎng)護(hù)檢查

無人機(jī)中安裝合理的設(shè)備來進(jìn)行公路養(yǎng)護(hù)檢測，能夠及時、準(zhǔn)確的獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，能夠從多元化、精細(xì)化的養(yǎng)護(hù)管理措施，以提升工程的整體效果。從養(yǎng)護(hù)檢測的具體情況分析，無人機(jī)中安裝相應(yīng)設(shè)備就能夠?qū)崿F(xiàn)高空任意點(diǎn)懸停，利用攝像和檢測系統(tǒng)能夠?qū)μ匦詫ο髞磉M(jìn)行影像數(shù)據(jù)采集。在具體的項(xiàng)目實(shí)施過程中，無人機(jī)圖像和地面DEM資料聯(lián)合應(yīng)用，能夠建立完善的道路、橋梁等管理體系，可以進(jìn)行必要的變形數(shù)據(jù)監(jiān)測，然后在系統(tǒng)中應(yīng)用高分辨率圖像來進(jìn)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(jìn)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(jī)中安裝高清攝像裝置可以準(zhǔn)確、快速的獲取橋梁節(jié)點(diǎn)板、底面等結(jié)構(gòu)部分的相應(yīng)信息，而機(jī)載紅外線成像儀能進(jìn)行橋梁的斜拉索、主塔等結(jié)構(gòu)百服寧的信息快速采集，并且能夠準(zhǔn)確的掌握橋梁的突變與損壞的情況。公路橋梁項(xiàng)目的高邊坡與橋梁墩臺等部分檢測中，無人機(jī)安裝的相應(yīng)設(shè)備可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)部分的觀測與檢查，了解滑坡、垮塌等災(zāi)害前的預(yù)警，以更好的消除安全隱患，切實(shí)提升工程的安全性。

（三）施工管理

綠化工程是整個公路項(xiàng)目建設(shè)工程中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部分，無人機(jī)中安裝相應(yīng)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)快速檢查與質(zhì)量檢測，也就是說進(jìn)行不同尺寸整體檢查與局部放樣檢測，能夠進(jìn)行公路項(xiàng)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(xiàn)場內(nèi)的車輛運(yùn)行、機(jī)械振動與刮風(fēng)都會導(dǎo)致?lián)P塵問題的存在，所以可以根據(jù)需要征收場地的揚(yáng)塵排污費(fèi)用，可以有力的懲處施工單位。對于該費(fèi)用收取來說，要按照場地面積、貨物堆放、車輛運(yùn)行等方面來確定，對于拆遷等類型的施工場地，要詳細(xì)的檢查抑塵使用措施，同時還應(yīng)該加強(qiáng)關(guān)鍵性指標(biāo)的管理和控制，以保證無人機(jī)可以快速、準(zhǔn)確的獲取相應(yīng)的信息。對于復(fù)雜性高、規(guī)模比較大的橋梁項(xiàng)目來說，總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，露天高空與深水作業(yè)都要根據(jù)需要來設(shè)置觀察盲點(diǎn)，同時需要應(yīng)用無人機(jī)來進(jìn)行現(xiàn)場的三維數(shù)據(jù)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(xiàn)場加強(qiáng)管理和控制。從以往經(jīng)驗(yàn)分析可以發(fā)現(xiàn)，工程質(zhì)量和現(xiàn)場管理中的無人機(jī)設(shè)備應(yīng)用可以提高檢測數(shù)據(jù)精確度和效率，實(shí)現(xiàn)多方面、多角度的數(shù)據(jù)檢測。

（四）勘測及調(diào)查選線

對于公路帶狀地形圖測量的過程中，主要應(yīng)用的是全站儀測量法、GNSS RTK 測量法、傳統(tǒng)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(fù)雜和建筑分布密集的區(qū)域中。傳統(tǒng)航空測量技術(shù)在應(yīng)用中，極易受到天氣條件的影響，雖然該技術(shù)成熟，但是測量周期比較長，且成本高。

從大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析可以發(fā)現(xiàn)，無人機(jī)中搭載單臺數(shù)碼相機(jī)的方式，可以進(jìn)行準(zhǔn)確的公路路線測量與調(diào)繪，可以保證測量工作的效率和質(zhì)量，并且這種方式成本低、操作方便，并不需要制備專用機(jī)場。無人機(jī)航測方式可以實(shí)現(xiàn)低空飛行，不會受到機(jī)場限制，采集數(shù)據(jù)精度高且圖像清晰，能夠?yàn)楹罄m(xù)施工奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、結(jié)語：

無人機(jī)遙測技術(shù)的運(yùn)行效率比較高，且成本較低，能夠?qū)崿F(xiàn)中低空飛行，可以滿足多種條件的使用需要，將其應(yīng)用到公路工程領(lǐng)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(yùn)行的需要，同時也能夠帶動其它行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

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