為了應對日益增長的交通需求，提升高速公路的通行能力，加快早期已建成的高速公路擴容改造，加大國省干線公路的改建力度，已經成為當前公路交通建設的核心工作。但目前常用的公路改擴建測量方案難以滿足需求且存在系列問題，對此華測提出了高效、完整的應對方案，從道路改擴建測量痛點出發，通過實際案例和數據成果為大家展開分享。
現有高速公路改擴建測量主要使用RTK、全站儀等測量方法，需要上道測量，時間受限，存在人員安全問題；且采集的數據不全，需要多次采集，效率低。
采用車載激光雷達的測量方法，仍然需要上道，道路兩側的邊坡、溝坎，被圍欄崗亭遮擋等地方掃描不到，沒辦法一次采集到位。
RTK公路測量 車載公路測量
華測自研的三維數據智能解算軟件CoPre，可以基于標靶點通過點云糾正和平差提高點云精度，滿足改擴建公路的精度要求。標靶點布設在高速公路外圍，避免人員上道測量。
搭配華測自研三維數據成果智能生產軟件CoProcess，進行地面點自動濾波，提取道路標線邊線，快速生成橫縱斷面。整套方案外業可控性高，內業數據精度高，具有高效、完整的特點。
BB4無人機搭載AA15測量作業
接下來，我們以某地部分高速路段改擴建測量為例，為大家介紹作業流程和數據成果及應用。
測區為兩條單向6公里的帶狀公路，需要將每條道路擴寬，分別增加1條車道來改善車輛運行狀況。
道路現狀
作業流程
01、布設標靶
布設標靶是公路改擴建測量很重要的一環，在道路兩側50m內布設標靶，相鄰標靶點的間距控制在200m以內，標靶板45°朝向航線，標靶點使用定制標靶板，以保證較好的掃描效果。
標靶板布設點位示意
布設標靶
02、數據采集
使用BB4搭載AA15飛行一個架次約30min（速度7m/s）完成6Km帶狀數據采集。AA15機載激光雷達系統操作簡單，其獨特的性能設計，將測量光束從三個不同的方向連續對地掃描，獲取高密度、更完整的地面點云。對比RTK、車載掃描方式，不用上道測量，一次采集即可獲取多種傳感器數據，實現影像與點云數據融合，提高外業效率，保證人員安全。
安裝設備
AA15機載激光雷達系統最大可發射每秒200萬點，75°視場角激光發射能量更集中，點云利用率高，極大提高點云成果密度，非常適合高精度的道路要素提取應用。150m重復測距精度5mm，最大程度保證測量精度。對比RTK，AA15能高精度還原道路構筑物特征。
03、點云解算
1）基于標靶點布設提高點云精度
無需輸入復雜參數，使用華測三維數據智能解算軟件CoPre進行點云數據一鍵化處理，通過點云糾正和平差功能，提高解算后點云數據的精度。
標靶掃描效果
機載點云數據掃描清晰可靠，可以進行精確擬合刺點，糾正原始點云數據，路面激光點云的絕對精度達到2cm，滿足公路改擴建的精度要求。點密度與車載點云相當，能準確反映道路及附屬構筑物真實情況，為數據提取及管理提供有效支撐。
2）公路及附屬構筑物數據完整，一次采集到位
測區點云
路面點云,道路標線清晰
路邊環境點云，對比車載數據采集更全
路側涵洞點云
路中間排水溝點云
路中間排水溝剖面
電線交跨段剖面
01、自動濾波處理
選擇測區地形，用CoProcess內置自適應地面點濾波算法，進行地面點自動濾波。
02、道路要素提取
CoProcess智能要素提取模塊，支持道路實線、虛線的快速追蹤提取，可自動獲取線寬及線類型參數，追蹤提取率及類型識別準確率優于90%。
道路標線，邊線提取
03、道路斷面快速生成
與傳統RTK不同，點云對地面細節描繪更豐富的同時，也為手工繪制斷面增加了工作量。但通過華測自研三維數據成果智能生產軟件CoProcess，可以直接導入設計文件，自動生成橫縱斷面，并根據點云的信息自動生成橫縱斷面。在一些特殊地形，如道路邊的溝坎，也可以支持人工手動編輯。在斷面生成好后，可以直接導出設計需要的斷面格式或者CAD圖形，直接提交成果。
斷面效果，原始點云
斷面效果，地面點
本期小結
華測BB4搭載AA15機載激光雷達測量作業，作為一種先進的集成測量技術，能有效解決傳統RTK公路改擴建測量周期長、上道安全性問題。同時對比車載激光雷達測量可實現一次獲取完整的、滿足2cm精度需求的點云數據，一次“掃”到位。整個項目投入2人即可保質保量完成，外業飛行一個架次30min采集到包含車道、道路附屬構筑物、交跨電力線等完整數據，不用補測也無需上道。
伴隨華測自研的CoPre、CoProcess等高度自動化數據處理軟件，內業1人即可處理一鍵解算、點云糾正、自動濾波、道路標線邊線提取，道路橫縱斷面快速生成等復雜成果，整體數據處理水平和處理效率有極大提升。軟件成熟度高，已在多家交通行業用戶單位應用于實際項目生產，后續我們將持續創新突破，研發更多適用于各行業生產的新功能，解決行業難題和痛點，進一步為客戶降本增效。
注釋：
*本頁面所列出的各項參數數值均為理論值或華測導航測試人員在特定受控測試環境下測得值（請見各項具體說明），實際使用中可能因產品個體差異、固件版本、使用條件、使用方式和使用環境等不同使得結果或有不同程度的差異，請以實際使用的情況為準。
**為提供盡可能準確的產品信息、參數數值，華測導航可能實時對本頁面的文字表述、參數數值等內容進行調整和修正，以求與實際產品性能、規格等信息相匹配。由于產品批次和生產供應因素等實時變化，如卻有必要進行前述修改和調整的，恕不專門通知，請以官網實時信息為準。
注：本文轉載自 上海華測導航技術股份有限公司公眾號：華測服務 如侵聯刪
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