基于LIDAR的高速公路測設(shè)技術(shù)應(yīng)用研究.pdf

1、公路勘測主要的工作內(nèi)容是中樁放樣和縱斷面、橫斷面測量，目前采用GPSRTK、全站儀和水準(zhǔn)儀施工放樣中樁以及測量縱、橫斷面，存在數(shù)據(jù)采集效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，受氣候、地形、植被以及作業(yè)路段的環(huán)境影響較大等缺點(diǎn)。采用電子平板、航空攝影測量或數(shù)字化地形圖等方法生成數(shù)字地面模型(DTM)，再在DTM中通過內(nèi)插截取縱、橫斷面，可以有效減少自然環(huán)境的影響、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高公路勘測的效率和效益。隨著我國高速公路建設(shè)呈現(xiàn)出由平原區(qū)向山區(qū)、地形簡單到復(fù)雜

2、地區(qū)、植被稀少地區(qū)向植被密集地區(qū)推進(jìn)的趨勢，加大了公路測設(shè)的工作量及難度，并對測設(shè)精度和效率提出了更高的要求?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)采集方法的精度難以滿足當(dāng)前公路勘測的要求，這種情況下，提出了基于LIDAR的高速公路測設(shè)技術(shù)應(yīng)用研究，力求解決公路測設(shè)中存在的問題。
　　 本文依托京津塘和京港澳高速公路改、擴(kuò)建項(xiàng)目，采集了大量的機(jī)載及車載LIDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)，生成不同條件下的數(shù)字地面模型，根據(jù)航空LIDAR掃描系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，分別采用800m和1

3、500m航高對指定路段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，分析研究了航高、基站分布、地面控制點(diǎn)、地形、植被等因素對最終生成數(shù)字地面模型精度的影響規(guī)律；運(yùn)用車載LIDAR掃描系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對數(shù)據(jù)精度誤差進(jìn)行分析研究，結(jié)合GPSRTK以及全站儀等測量方法的分析驗(yàn)證，證實(shí)了LIDAR掃描技術(shù)的準(zhǔn)確性及可行性。
　　 根據(jù)公路平面、高程精度限差標(biāo)準(zhǔn)的確定，提出了航空和車載LIDAR掃描技術(shù)在新建和改擴(kuò)建公路中的適應(yīng)性。在滿足數(shù)字地面模型精度的情況下，航空

4、LIDAR掃描技術(shù)需通過降低航高等措施來達(dá)到平面、高程等精度要求，以滿足新建和改擴(kuò)建公路的要求。因受現(xiàn)狀路網(wǎng)等因素影響，車輛的通達(dá)性受到限制，制約了車載LIDAR掃描技術(shù)在新建公路中的應(yīng)用，但應(yīng)用于公路改擴(kuò)建中是比較理想的方法，從安全性、測量精度、勘測效率和設(shè)計(jì)需求等方面均能滿足要求。
　　 根據(jù)航空飛行或車輛行駛結(jié)束后經(jīng)過點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理即可以生成正射影像地形圖的特點(diǎn)，結(jié)合正射影像地形圖上具有平面和高程信息的可量測性，建立了基于L

5、IDAR掃描技術(shù)的公路勘測流程，從而縮短了勘察設(shè)計(jì)周期，提高了效率。
　　 基于緯地三維道路CAD系統(tǒng)中的數(shù)字地面模型技術(shù)，結(jié)合點(diǎn)云數(shù)據(jù)特點(diǎn)和點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理的實(shí)際需求，開發(fā)了針對點(diǎn)云數(shù)據(jù)的自動(dòng)提取、數(shù)據(jù)區(qū)域搜索、數(shù)模簡化等功能，解決了LIDAR掃描數(shù)據(jù)量大、難以操作處理、難以應(yīng)用的困難，并根據(jù)對數(shù)據(jù)高精度的要求，在點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行簡化的同時(shí)，保證了數(shù)據(jù)的高精度標(biāo)準(zhǔn)。通過緯地系統(tǒng)對LIDAR掃描生成las數(shù)據(jù)的提取、簡化等處理，形成所需