l工程建设与设计 I Construction&l~signForProject
提 高 公 路 建 设 测 量 精 度 的 方 法 研 究
Research on the Methods to Improve Measuremem Accuracy of Highway Construction
吕爱美
(山东省国土测绘院，济南 250102)
LV Ai．mei
(ShandongProvince SurveyingandMappingInstitute，Ji’nan 250102，China)
【摘 要】公路工程的前期测量是测绘工作的重要组成部分。为提高测量精度和成图速度，工作者们使用过很多方法，包括全野外测
量、传统航空摄影测量等，但这些方法均不能达到精度和速度的有效提升。论文探讨了新型的点云数据处理技术，用于地形图的生
产，不仅提高了在山地、丘陵等地形中的测量精度，而且有效地降低了人力和时间的耗费量。
【Abstract]Prophase measurement of highway engineering is an important part of surveying and mapping work．In order to improve the
measuringaccuracyandmappingspeed，manymethodshavebeenused，includingfieldmeasurementandtraditionalaerialphotogrammetry，but
these methods can not achieve the effective improvement ofaccuracy and speed．In this paper,a new point cloud data processing technique is
discussed，whichisusedintheproductionoftopographicmaps．Itnotonlyimprovesthesurveyingaccuracyinmountainousandhillyterrain，but
alsoeffectivelyreducesthemanpowerandtimeconsumption．
【关键词】点云数据；数字高程模型；地貌要素选绘
【Keywords]pointclouddata；digitalelevationmodel；geomorphologicelements selection
【中图分类号】u4l2．2；P258 【文献标志码IA 【文章编号】1007．9467(2018)08．0112．03
[DOff 10．13616／j．cnki，gcjsysj，201 8．08．252
1 引 言
本文选择沂水和莒县 2段公路约 200km的地形测量
为研究对象 ，比较采用常规的立体测图软件 JX4G或
VirTuoZo获取地貌数据和利用机载 LiDAR点云数据经处
理后自动生成等高线合理编辑后，选取关键地貌高程点以
得到地貌数据这 2种方法。实践证明：LiDAR点云数据高
程精度能够达到约 0．2m，这完全符合公路项目1：2000的
设计要求。该技术流程与方法切实可行，满足大比例尺工
程用图。技术流程如图 1所示。
【作者简介】吕爱美(1966～)，女，山东栖霞人，工程师，从事航测、
础测绘、地理国情监测的质检研究。
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图 1 技术流程图
2 传 统 全 野 外 测 量 法
全野外测量法主要是在 GPS系统准确定位基础上 ，利
用全站仪等测量工具 ，测取固定区域的高程 、距离等参数 ，经
中央处理器处理后，得到本区域的地物、地貌数据。此种方法
受区域和信号的限制，测量仪器无法测取每一处地形变化的
细节，等高线的绘制也由于所测高程点的稀疏而只能粗略地
反映地形概况，小的沟壑 、梯田则被忽略掉，精度因此被大大
降低，这使后期的公路设计方案产生了局部的不确定性。当
遇到江河等无法逾越的障碍时 ，全野外测量更是显示出自身
的不足。
3 传 统 航 空 摄 影 测 量 法
传统航空摄影测量是在获取航空影像以后，经过空三加
密，利用立体测图软件 JX4G或 VirTuoZo，恢复立体后 ，人工
切准地面高程 、地物等，等高线的绘制均是依靠人工控制左
右手轮时刻切准地面进行绘制的，需绘图员熟练操纵手轮。
每人视觉差异不一样，对地貌概括理解不一样 ，不同的人绘
制同～片区域的等高线结果各异，即使同一个人在不同时间
绘制同一片区域等高线，所得结果也存在差异。因此，传统的
航测等高线 、高程点的精度很大程度依赖于绘图员的业务水
平 ，效率低下。
在传统航测流程下，用于单片正射纠正的数字高程模型
(DEM)数据均是人工采集交通 、水系、地貌变化处等主体框架
的特征点、线，然后构成 TIN(三角立体控制网)，生成 DEM。由
于人工采集工作量大且极易发生错漏 ，一旦有错漏，将会导致
错误区域的影像有变形、移位等问题，可能需要反复多次修测
才能采集好满足数字正射影像(DOM)生成需要的 DEM数据。
4 利 用 机 载 LiDAR点 云 数 据 法
LiDAR系统是利用机载激光雷达测距系统和 GPS／IMU直
接获取地面点的三维坐标，形成离散的、不规则的三维点云数
据l】J。LiDAR数据的预处理过程主要可以分为 POS数据解算和
生成三维点云 2个部分。POS数据解算就是提取出 LiDAR系
统的 GPS数据和 IMU数据和其他的辅助数据，通过对 GPS数
据进行差分拟合 ，得到激光发射瞬间激光发射器的精确 GPS
坐标 ；通过 GPS定位数据、IMU数据和其他辅助数据进行联合
解算，得到精确的6个外方位元素。利用 POS解算数据和大气
校正、距离校正 、扫描仪校正等参数，可以解算出每一个激光
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对应的地面光
提高公路建设测量精度的方法研究（论文）.pdf
