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基于近景摄影测量的路基变形监测技术研发及应用研究
摘要
路基变形监测是交通工程领域的重要课题，保障路面安全、提高路网运行效率是道路建设的根本宗旨。而现行的路基变形监测技术大多需要对道路进行封闭，同时也需要高精度仪器和专业人员进行监测，监测成本较高，监测区域范围较小，监测频率也较低。本文提出了一种基于近景摄影测量的路基变形监测技术，该技术通过无人机对道路进行拍摄，并通过计算机计算影像中道路的高程数据，可以实现对道路变形情况的实时监测，监测数据的精度与实时性都得到了显著提高。
关键词：路基变形监测、近景摄影测量、无人机、计算机、高程数据
Abstract
Roadbeddeformationmonitoringisanimportantissueinthefieldoftransportationengineering.Ensuringroadsafetyandimprovingroadnetworkoperationefficiencyarethefundamentalobjectivesofroadconstruction.However,currentroadbeddeformationmonitoringtechnologiesgenerallyrequireroadclosures,aswellashigh-precisioninstrumentsandprofessionalpersonnelformonitoring.Themonitoringcostishigh,themonitoringareaissmall,andthemonitoringfrequencyisalsolow.Thisarticleproposesaroadbeddeformationmonitoringtechnologybasedonclose-rangephotogrammetryusingdrones.Thistechnologycanachievereal-timemonitoringofroaddeformationbyshootingtheroadwithunmannedaerialvehiclesandcalculatingtheelevationdataoftheroadintheimageusingacomputer.Theaccuracyandreal-timeperformanceofmonitoringdatahavebeensignificantlyimproved.
Keywords:roadbeddeformationmonitoring,close-rangephotogrammetry,unmannedaerialvehicles,computer,elevationdata
1.引言
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，交通问题愈发突出。道路建设是保障交通安全和提高路网运行效率的根本保障。而路基变形问题一直是道路施工和运营过程中需要重点关注的问题之一。路基变形会引起道路的坑洼、裂缝等表面现象，从而对车辆行驶安全和行车舒适度造成影响，甚至对行车路线等造成重大问题。因此，对道路的变形情况进行及时监测，以便于及时进行修复和维护，保障道路安全和畅通，是道路建设的重要组成部分。
2.现有的路基变形监测技术
路基变形监测技术目前主要以传统方法和现代监测技术两大类。
2.1传统方法
传统方法主要包括人工观测、大地测量、总站、经纬仪、水准仪等方法。这些方法需要专业人员进行监测，监测成本较高，监测效率较低，同时对道路进行封闭，封闭时间较长，影响了车辆安全通行和道路施工的进度。
2.2现代监测技术
现代监测技术主要包括遥感、GPS和无人机技术。遥感技术主要是通过卫星影像来对道路变形情况进行监测，但受天气等因素影响较大，并且经度纬度精度较低，因此不太适合对小范围道路进行变形监测。GPS技术可以实现对道路进行实时监测，但精度有限，而且需要大量的GPS接收器才能实现对较长的路段进行监测，造成监测成本较高。无人机技术可以通过航拍影像并利用计算机进行图像处理可以对道路变形情况进行监测，但需要对影像进行几何校正和筛选处理，精度有待进一步提高。
3.基于近景摄影测量的路基变形监测技术
基于近景摄影测量的路基变形监测技术是一种高效、便捷、精度高的监测方法。该技术采用无人机对道路进行航拍，获取道路的影像数据，然后通过计算机进行对影像进行数字化处理，计算出道路地面的高度数据，从而实现对道路变形情况进行监测。
3.1技术方案
(1)无人机选型
选用适合的无人机是保证本技术实施的关键因素。无人机的选型因应用环境和实际需要进行选择。在前期的研发工作中已得出适宜工程应用的无人机，具备稳定、可靠、高效、精度高、价格合适等特点。
(2)相机选择
需要选用