1、公路航測的作業(yè)過程
1.1準備工作
(1)航攝范圍的確定
對公路航測來說,首先是根據(jù)計劃書的要求,收集路線所經(jīng)過地區(qū)的有關(guān)地理、水文、地質(zhì)、氣象及該區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、規(guī)劃等資料,結(jié)合1∶50000或1∶100000的小比例尺地形圖進行認真的方案比選,確定路線方案,從而確定路線方案走廊。路線方案確定之后,根據(jù)路線方案走廊,在地形圖上確定出測圖范圍和攝影范圍。公路路線的航攝范圍以路線方案線(含各比較方案線)控制,兩側(cè)各超出方案線的距離應(yīng)大于500 m,當給出路線方案走廊范圍時,兩側(cè)各超出走廊帶的距離應(yīng)大于300 m,以保證成圖質(zhì)量并防止造成漏測現(xiàn)象,并為方案比選需擴充成圖范圍而留有余地。
(2)航帶設(shè)計
公路航測的航帶設(shè)計,一般以路線走向為導(dǎo)向,連續(xù)布設(shè)若干個首尾相接的航攝分區(qū)覆蓋整個路線方案走廊,且各航攝分區(qū)的設(shè)置盡可能選單航帶攝影。當路線彎曲過大或遇到需加大攝影寬度的地段(如大橋、特大橋、大型互通式立交、多方案密集分布等)時,才布設(shè)多航帶攝影。沿路線走廊的縱向覆蓋,要求航帶兩端各超出分區(qū)范圍一條基線以上,保證分區(qū)接頭部位的搭接寬度,避免產(chǎn)生漏洞。路線走廊的橫向覆蓋,應(yīng)盡量滿足設(shè)計要求,航跡線偏移應(yīng)小于像幅的10%。這是對飛行時航跡線偏移提出的比較嚴格的要求,以保證路線走廊帶范圍完全包含在像片的有效范圍之內(nèi)。各個測段及航帶一旦確定,根據(jù)攝影比例尺及航向、旁向重疊度的要求,可確定攝影基線(同一條航線相鄰攝站間的距離)和航線間隔(相鄰航線之間的距離),如下式。
B=m*l(1-h(huán)%)
D=m*l(1-p%)
式中B―――航攝基線;
D―――航線間隔;
l―――像幅邊長;
h%―――航向重疊度;
p%―――旁向重疊度。
對于多航帶設(shè)計的測段,其航帶數(shù)R及每條航帶的像片數(shù)n可有下式求得。
?。?Ly/D+1
n=Lx/B+3
式中Lx―――測段長;Ly―――測段寬;1和3為常數(shù),考慮像片重疊的加數(shù)。
1.2攝影工作
攝影時飛機要按使用單位提出的航帶數(shù)、攝影寬度、航高、像幅以及對像片的要求(重疊度、傾角、偏角、航線彎曲等)進行攝影。
1.3外業(yè)工作外業(yè)(外控)測量的內(nèi)容包括:點位選刺、像片調(diào)繪、導(dǎo)線測量和水準測量。點位選刺也就是所謂刺點,它是根據(jù)設(shè)計好的點位范圍,按照規(guī)范中對點位的要求,將實地的明顯位置,準確地刺到像片上,并在像片背后繪上示意圖和加注簡單說明。像片調(diào)繪分為一般調(diào)繪和專業(yè)調(diào)繪。一般調(diào)繪是在野外用像片和實地對照,按規(guī)定符號將地物和地貌用鉛筆細致、準確地繪在像片上。專業(yè)調(diào)繪是在野外搜集及記錄有關(guān)公路設(shè)計所需的水文、地質(zhì)、材料等資料。
1.4內(nèi)業(yè)工作
常規(guī)的航測內(nèi)業(yè)工作包括電算加密、立體測圖、底圖清繪整飾、曬印等。根據(jù)地形的差異和用圖要求的不同,測圖方法也不盡相同。常規(guī)的測圖方法有:多倍儀測圖、立體量測儀測圖、精密立體測圖儀、解析測圖儀測圖,還有用糾正的影像平面圖。全數(shù)字化測圖(也稱數(shù)字攝影測量)作為一種更為先進的攝影測量方法,目前也已經(jīng)在實際測圖生產(chǎn)中的到應(yīng)用。由于目前數(shù)字攝影測量自動化的相關(guān)技術(shù)還不能完全代替人眼的立體觀察,在隱蔽地區(qū)、陡峭地形、影像質(zhì)量極差或云層遮蓋地區(qū),特別是對地物的識別和植被的處理仍需人工協(xié)助,所以在實際測圖生產(chǎn)中,全數(shù)字化測圖系統(tǒng)主要快速解決地形部分的數(shù)據(jù)采集問題,而在地物、植被和各種隱蔽區(qū)域則由人工借助液晶立體眼鏡及手輪和腳盤,通過對計算機屏幕上建立的三維模型進行測量,采用模擬測圖的方法解決這些問題,完成測圖工作。
2、航測數(shù)據(jù)采集與公路測設(shè)一體化
2.1傳統(tǒng)公路測設(shè)方法存在的問題
按公路設(shè)計過程劃分,公路測設(shè)分為勘測(外業(yè))和設(shè)計(內(nèi)業(yè))兩大部分。長期以來,公路測設(shè)主要采用模擬圖解的方法測繪大比例尺地形圖,然后從圖中讀取或用數(shù)字化儀采集地形數(shù)據(jù)進行初步設(shè)計;施工圖設(shè)計階段,則根據(jù)初步設(shè)計中已定好的平面線形,通過野外實測路線縱、橫斷面高程進行設(shè)計。傳統(tǒng)的測設(shè)方法,外業(yè)、內(nèi)業(yè)這兩部分被分割成有一定關(guān)系的兩個相互獨立的設(shè)計過程,這主要帶來兩方面的問題:一方面,這種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式,中間環(huán)節(jié)多、精度損失大、出錯率高、效率低、費時費力,往往是影響設(shè)計周期的重要因素;另一方面,公路建設(shè)質(zhì)量的好壞、投資多少、效益高低主要取決于設(shè)計方案的優(yōu)劣。最佳路線方案是必須通過大量的方案比選才能得到的,由于每變動一次路線方案,按常規(guī)的作法就必須重新做一次數(shù)據(jù)采集工作,因此很難做到同等設(shè)計深度的、真正的多方案比選,因此也很難以得到最佳設(shè)計方案。傳統(tǒng)的公路測設(shè)方法已嚴重地制約了公路CAD的發(fā)展和完善,影響了公路設(shè)計水平和效益的提高。目前,由于CAD普及率以及計算機出圖率較高,公路測設(shè)中的內(nèi)業(yè)設(shè)計部分已有很大改善。但嚴格地說,這種外業(yè)、內(nèi)業(yè)相互脫節(jié)的設(shè)計方式,相當于在設(shè)計方案已經(jīng)確定,外業(yè)測量已經(jīng)完成的情況下,用計算機完成其內(nèi)業(yè)計算與出圖的工作,未從根本上解決公路測設(shè)所存在的問題。
2.2基于航測數(shù)模技術(shù)的公路測設(shè)一體化系統(tǒng)
公路勘察的數(shù)據(jù)采集與處理,是構(gòu)成公路測設(shè)一體化的重要基礎(chǔ)。要解決公路勘察方面的問題,從技術(shù)方面而言,主要是要解決數(shù)據(jù)的有效、準確地獲取,這取決于測量高新技術(shù)及新設(shè)備的應(yīng)用。對數(shù)據(jù)處理而言,主要取決于數(shù)據(jù)地面模型的應(yīng)用,取決于數(shù)據(jù)地面模型系統(tǒng)的成熟和完善。數(shù)字地面模型作為聯(lián)接野外勘測(數(shù)據(jù)采集)和內(nèi)業(yè)設(shè)計(CAD系統(tǒng))之間的紐帶和橋梁,在公路測設(shè)一體化系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。
采用航測手段采集的地形原始數(shù)據(jù)是進行路線設(shè)計的基本數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞,精度的高低,直接影響到設(shè)計成果的質(zhì)量,也是影響航測數(shù)模技術(shù)用于公路路線施工圖設(shè)計的關(guān)鍵所在。在地形數(shù)目有效獲取的基礎(chǔ)上建立沿公路走向的帶狀數(shù)字地面模型,從而可快速、準確地為公路設(shè)計提供所需的一切地形資料。
航測數(shù)模技術(shù)在公路測設(shè)中的應(yīng)用,是將航測、數(shù)模與路線CAD緊密結(jié)合成一個有機的整體,形成覆蓋數(shù)據(jù)采集與處理、路線初步設(shè)計、路線施工圖設(shè)計到輸出設(shè)計文件的路線設(shè)計全過程的一體化系統(tǒng)。其主要目的就是充分利用航測成圖時可附帶記錄的地形圖測圖數(shù)據(jù)建立數(shù)字地面模型,進行公路初步設(shè)計和施工圖設(shè)計,以盡可能減少野外測量工作,提高設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量。在沿公路走向的帶狀數(shù)字地面模型建立的基礎(chǔ)上,只要路線的平面線形一確定,便可由數(shù)??焖賰?nèi)插出該路線的縱、橫斷面的地面線數(shù)據(jù),配合路線CAD系統(tǒng)快速完成該路線的設(shè)計。在初步設(shè)計階段,路線多方案比選是一項重要任務(wù),按常規(guī)的方法設(shè)計,當路線方案變動時,必須重新做從地形圖上讀取縱橫斷面地面線的工作,工作量大,設(shè)計周期長,設(shè)計費用增高,因而很難實現(xiàn)真正的多方案比選。在這方面,公路測設(shè)一體化設(shè)計方法具有明顯的優(yōu)勢,每變動路線平面線形,系統(tǒng)便可快速完成設(shè)計,而且完成的每個設(shè)計,均是同精度、同深度的。它可使設(shè)計人員在不須重新作數(shù)據(jù)采集的情況下,比較所有可能的平面線形,并通過直接由數(shù)字地面模型與路線設(shè)計成果自動產(chǎn)生的帶地面景觀的三維道路工程模型,能準確、客觀地反映道路修建后的真實情況,設(shè)計人員可通過從線形設(shè)計指標、工程量大小、線形景觀、道路與地形環(huán)境的配合與協(xié)調(diào)等多角度全面、客觀評價路線設(shè)計成果,從而找出最佳設(shè)計方案。這對工程費用的降低,設(shè)計周期的縮短,設(shè)計質(zhì)量的提高具有重要的意義。
結(jié)束語
傳統(tǒng)的公路實地選線設(shè)計方法手段落后,勞動強度大,生產(chǎn)效率低,已無法適應(yīng)當前和今后我國公路建設(shè)發(fā)展的需要,有必要利用新技術(shù)予以改造和武裝。利用航空攝影測量技術(shù)勘測公路是公路勘測現(xiàn)代化的方法之一,它對加快測設(shè)速度、提高測設(shè)質(zhì)量、革新測設(shè)手段是一種行之有效的勘測方法。
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