CN114386137B - 基于倾斜摄影技术的道路地形曲面优化设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于倾斜摄影技术的道路地形曲面优化设计方法，本方法确定无人机航拍路线和参数，经拍摄建立倾斜摄影三维实景模型；考虑道路设计的平面组合以及上跨、下穿特征，确定可行的道路地形曲面比选设计方案以及相应的控制点；在倾斜摄影三维实景模型中提取设计范围内的高程点云，以控制点的高程点云形成地形数据文件，依据地形数据文件建立道路设计地形曲面；建立各比选方案的三维模型导入倾斜摄影三维实景模型，估算各比选方案的工程数量，比选出最优设计方案，对最优设计方案精确计算出各项工程数量，提出最优的施工技术方案，并完成设计出图。本方法提供精确的道路地形曲面设计数据，提高了道路设计的准确性。

Description

基于倾斜摄影技术的道路地形曲面优化设计方法
技术领域
本发明涉及道路建设技术领域，尤其涉及一种基于倾斜摄影技术的道路地形曲面优化设计方法。
背景技术
目前，通过人工测量获取道路地形数据的方法存在消耗人力资源大、时间长、成本高、机械自动化程度低以及容易发生安全事故的局限性。而倾斜摄影技术作为近年来测绘领域发展起来的一项高新技术，已经越来越广泛的应用于市政基础设施的测量、勘察、设计等领域。通过采用无人机拍摄道路建设项目，建立倾斜摄影三维实景模型的方式来建立设计道路地形曲面，这不仅降低了设计成本和对人力资源的消耗，而且使得工作的安全程度和机械自动化程度更高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于倾斜摄影技术的道路地形曲面优化设计方法，本方法获取的设计数据更为全面详细，需要的人力物力更少，机械自动化程度高，避免人为错误或误差，提供精确的道路地形曲面设计数据，提高了道路设计的准确性。
为解决上述技术问题，本发明基于倾斜摄影技术的道路地形曲面优化设计方法包括如下步骤：
步骤一、收集道路建设项目位置资料，并对项目现场进行踏勘；
步骤二、根据现场踏勘和电子地图相结合的方式确定无人机航拍路线，根据现场建筑物的分布情况确定无人机航拍的高度、速度参数；根据初步设定的航拍路线和参数设置进行试飞，并调整实际航拍路线和参数；
步骤三、无人机按调整后的航拍路线和参数对项目现场进行拍摄，生成初步倾斜摄影数据，应用pos数据去除不需要和多余的数据资料，形成拍摄区域的倾斜摄影三维实景模型；
步骤四、根据项目特点在倾斜摄影三维实景模型上综合考虑道路设计的平面组合以及道路的上跨、下穿特征，确定可行的道路地形曲面比选设计方案以及相应的控制点；
步骤五、在倾斜摄影三维实景模型中提取设计范围内的高程点云，以控制点的高程点云形成用于道路地形曲面设计的地形数据文件，依据地形数据文件建立道路设计地形曲面；
步骤六、在道路设计地形曲面上完成各比选方案的平面、纵断面、横断面、边坡、排水设计，建立各比选方案的三维模型；
步骤七、将各比选方案的三维模型精准导入倾斜摄影三维实景模型，估算各比选方案的工程数量；
步骤八、对各比选方案建造的安全性能、环保效益以及社会经济效益进行评价，比选出最优的设计方案；
步骤九、对最优设计方案精确计算出各项工程数量，提出最优的施工技术方案，并完成设计出图。
进一步，所述步骤五中控制点处的高程点云提取密度大于其他地区的高程点云提取密度。
由于本发明基于倾斜摄影技术的道路地形曲面优化设计方法采用了上述技术方案，即本方法根据项目现场踏勘和电子地图，确定无人机航拍路线和参数，经拍摄生成初步倾斜摄影数据，建立拍摄区域的倾斜摄影三维实景模型；考虑道路设计的平面组合以及道路的上跨、下穿特征，确定可行的道路地形曲面比选设计方案以及相应的控制点；在倾斜摄影三维实景模型中提取设计范围内的高程点云，以控制点的高程点云形成地形数据文件，依据地形数据文件建立道路设计地形曲面；完成各比选方案的平面、纵断面、横断面、边坡、排水设计，建立各比选方案的三维模型导入倾斜摄影三维实景模型，估算各比选方案的工程数量，比选出最优设计方案，对最优设计方案精确计算出各项工程数量，提出最优的施工技术方案，并完成设计出图。本方法获取的设计数据更为全面详细，需要的人力物力更少，机械自动化程度高，避免人为错误或误差，提供精确的道路地形曲面设计数据，提高了道路设计的准确性。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明基于倾斜摄影技术的道路地形曲面优化设计方法的流程框图。
具体实施方式
实施例如图1所示，本发明基于倾斜摄影技术的道路地形曲面优化设计方法包括如下步骤：
步骤一、收集道路建设项目位置资料，并对项目现场进行踏勘；
步骤二、根据现场踏勘和电子地图相结合的方式确定无人机航拍路线，根据现场建筑物的分布情况确定无人机航拍的高度、速度参数；根据初步设定的航拍路线和参数设置进行试飞，并调整实际航拍路线和参数；
步骤三、无人机按调整后的航拍路线和参数对项目现场进行拍摄，生成初步倾斜摄影数据，应用pos数据去除不需要和多余的数据资料，形成拍摄区域的倾斜摄影三维实景模型；
步骤四、根据项目特点在倾斜摄影三维实景模型上综合考虑道路设计的平面组合以及道路的上跨、下穿特征，确定可行的道路地形曲面比选设计方案以及相应的控制点；
步骤五、在倾斜摄影三维实景模型中提取设计范围内的高程点云，以控制点的高程点云形成用于道路地形曲面设计的地形数据文件，依据地形数据文件建立道路设计地形曲面；
步骤六、在道路设计地形曲面上完成各比选方案的平面、纵断面、横断面、边坡、排水设计，建立各比选方案的三维模型；
步骤七、将各比选方案的三维模型精准导入倾斜摄影三维实景模型，估算各比选方案的工程数量；
步骤八、对各比选方案建造的安全性能、环保效益以及社会经济效益进行评价，比选出最优的设计方案；
步骤九、对最优设计方案精确计算出各项工程数量，提出最优的施工技术方案，并完成设计出图。
优选的，所述步骤五中控制点处的高程点云提取密度大于其他地区的高程点云提取密度。
本方法建立施工前的倾斜摄影三维实景模型，确定可行的比选设计方案以及相应的控制点；提取设计范围内的高程点云，以控制点的高程点云形成可用于设计的地形数据文件；建立设计地形曲面；建立各比选方案的三维模型；估算各比选方案的工程数量；比选出最优的设计方案；对最优设计方案进一步深化设计和优化设计；完成设计出图及相应的技术方案。
本方法与人工测量获取地形数据资料相比，通过倾斜摄影三维实景模型建立道路地形曲面能很好的反映设计区域内各建筑物、构筑物等的分布情况，方便设计人员全面深入理解设计现状；倾斜摄影三维实景模型不仅能校核道路设计的建筑限界，还能让决策者和施工人员更好的理解设计和施工的内容，从而获得道路地形曲面的最优设计方案。

Claims (2)

1.一种基于倾斜摄影技术的道路地形曲面优化设计方法，其特征在于本方法包括如下步骤：
步骤一、收集道路建设项目位置资料，并对项目现场进行踏勘；
步骤二、根据现场踏勘和电子地图相结合的方式确定无人机航拍路线，根据现场建筑物的分布情况确定无人机航拍的高度、速度参数；根据初步设定的航拍路线和参数设置进行试飞，并调整实际航拍路线和参数；
步骤三、无人机按调整后的航拍路线和参数对项目现场进行拍摄，生成初步倾斜摄影数据，应用pos数据去除不需要和多余的数据资料，形成拍摄区域的倾斜摄影三维实景模型；
步骤四、根据项目特点在倾斜摄影三维实景模型上综合考虑道路设计的平面组合以及道路的上跨、下穿特征，确定可行的道路地形曲面比选设计方案以及相应的控制点；
步骤五、在倾斜摄影三维实景模型中提取设计范围内的高程点云，以控制点的高程点云形成用于道路地形曲面设计的地形数据文件，依据地形数据文件建立道路设计地形曲面；
步骤六、在道路设计地形曲面上完成各比选方案的平面、纵断面、横断面、边坡、排水设计，建立各比选方案的三维模型；
步骤七、将各比选方案的三维模型精准导入倾斜摄影三维实景模型，估算各比选方案的工程数量；
步骤八、对各比选方案建造的安全性能、环保效益以及社会经济效益进行评价，比选出最优的设计方案；
步骤九、对最优设计方案精确计算出各项工程数量，提出最优的施工技术方案，并完成设计出图。
2.根据权利要求1所述的基于倾斜摄影技术的道路地形曲面优化设计方法，其特征在于：所述步骤五中控制点处的高程点云提取密度大于其他地区的高程点云提取密度。
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