智“绘”交通系列——道路改扩建测绘篇

随着社会经济的发展、城市化进程的逐年加快，道路的老化以及私家车辆的飞速普及，使得城市道路交通不堪重负。对于交通运输而言，道路的改扩建工作显得极其重要。三维激光测量技术能够安全、快速、准确地获取道路精密的道路空间信息，为道路改扩建的工程测绘提供新的技术方法。

项目简介

京哈高速公路由于车速快、车流大，通过人工方式测绘，需要进行封路作业，对交通影响较大，且作业效率较低，工程进度难以保证；通过纯机载测绘的方式，只能保证道路两侧的数据精度，无法保障路面数据的精度。

海达数云使用三维激光移动测量系统，采集了京哈高速公路（德惠收费站至拉林河大桥区段）80公里的道路改扩建测绘数据，满足了高速公路改扩建详测与施工图设计精度要求。

项目时间：2016年3月

项目地点：京哈高速公路德惠收费站到拉林河大桥区段

项目范围：80公里

作业时间：数据采集5天(含踏勘、控制点布设、采集)；数据生产2天

成果精度：平面5cm、高程2cm

项目成果：1、高精度三维点云；

2、高清全景影像；

3、1m*1m点间隔道路特征点线：特征线1-5下行，特征线6-10 上行。

图1：特征点线需求示意图

技术路线

使用机载测量系统，快速采集并获取道路两侧各300m范围内的地形数据，生成1:2000比例尺的DLG数据。

再使用高精度车载三维激光移动测量系统，精确扫描并获取道路面的激光点云数据。通过前期设置好的控制点，进行高程纠偏，保证激光点云数据的精度控制在改扩建行业标准范围内（水平精度优于5cm，高程精度优于2cm）。

最后，通过改扩建专题数据生产软件，自动化处理并生成道路特征点线数据。基于此特征点线数据，设计方可以便捷的任意设置间距，提取道路纵/横断面数据。

图2：总体技术路线图

测量现场

海达数云使用三维激光移动测量系统，通过600米间隔布设三等水准点，实现道路点水平精度达到平面中误差5cm以内、高程中误差2cm以内；并以1m*1m点间隔自动输出道路面特征点数据及车道标线矢量成果，采集道路改扩建测绘数据。

图3：作业区域

图4：外业采集作业现场

图5：外业采集作业现场

图6：控制点测量

数据预处理

图7：高精度高密度点云数据

图8：特征点线数据自动提取

成果展示

图9：道路特征点、线成果

图10：道路特征点、线成果

精度验证

通过海达数云点云预处理软件，在点云中提取控制点的坐标，与RTK传统方式测量的标志点坐标比对，计算坐标误差及均方差，最终验证数据完全满足要求改扩建测绘数据的精度要求。

图11：精度验证过程

图12：精度验证报告

小结

基于三维激光移动测量系统的道路改扩建测绘技术，极大的提高了传统人工作业方式的工作效率，项目实际作业里程约80公里（双向共160公里），整体实施工期为7天。在高效作业的同时，保证了最终数据成果的精度，完全满足改扩建测绘成果的精度要求。在不中断交通的条件下，实现了高精度地形测量；避免测量人员路上作业，保障人身安全；数据采集和处理的数字化、自动化程度高、工作效率高，具有较大应用前景。