[發明專利]基于傾斜攝影技術的山區道路土方量計算方法

在審

• 申請號: 202010537451.4
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111783191A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 徐寧;李印冬;趙建立;謝非;李偉
• 申請（專利權）人: 中國二十冶集團有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06T17/05;G01B11/00;G01C11/02;G01C5/00
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 沈國良

本發明公開了一種基于傾斜攝影技術的山區道路土方量計算方法，本方法采用無人機拍攝獲得初步傾斜攝影數據，生成初始傾斜攝影三維實景模型；將高程數據錄入道路設計模型中，生成初始路基橫斷面圖；完成道路施工生成施工后的傾斜攝影三維實景模型，將施工后的高程數據替換道路設計模型中的高程數據，生成施工后的路基橫斷面圖，按同樁號生成路基橫斷面比較圖，按不同樁間距進行土方工程量計算，根據樁間距與挖方和填方誤差關系，得到滿足最大誤差要求的挖、填土方量的最大直線樁間距；計算道路土方橫斷面面積，依據面積和相鄰路基橫斷面距離計算有效挖、填土方量。本方法提高計算效率、降低成本，為工程預算和結算提供可靠依據。

技術領域

本發明涉及道路工程技術領域，尤其涉及一種基于傾斜攝影技術的山區道路土方量計算方法。

背景技術

通常山區道路起伏較大，在道路建設過程中會產生大量的挖、填土方量，尤其對于高坡路段，其挖、填的土方量更為巨大。傾斜攝影技術作為近年來測繪領域發展起來的一項高新技術，已經越來越廣泛的應用于市政基礎設施的測量、勘察、設計等領域。通過采用無人機拍攝建立傾斜攝影三維實景模型不僅能為道路土方計算提供地形數據資料，而且能夠反映道路的施工情況，為道路土方計算提供依據。山區道路挖、填土方量的計算方法、合理的挖、填土方量計算范圍以及計算精確度等對山區道路土方量計算結果的準確度影響非常大。而現行常見的道路土方量計算方法大多都是采用人工測量等方式獲取項目地形數據。這種獲取數據的方式越來越不適用于我國測量等專業技術人才短缺的形勢，且需投入大量的人力和物力成本，測量成本太高、效率低、誤差大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于傾斜攝影技術的山區道路土方量計算方法，本方法利用傾斜攝影技術，既準確反映道路施工前后的情況，又提高了山區道路土方量計算的科學性和精確度，并在滿足誤差條件的前提下減少計算工作量，提高計算效率，降低計算測量成本，為工程預算和結算提供可靠依據。

為解決上述技術問題，本發明基于傾斜攝影技術的山區道路土方量計算方法包括如下步驟：

步驟一、收集整理山區道路地理位置數據和道路施工設計圖；

步驟二、根據現場踏勘和電子地圖確定無人機航拍路線和航拍參數，采用無人機按航拍路線和航拍參數進行拍攝，獲得各分區初步傾斜攝影數據，應用航拍pos數據去除不需要和多余的數據資料，生成拍攝區域的各分區傾斜攝影三維實景模型；

步驟三、各分區傾斜攝影三維實景模型合模，將各分區的三維實景模型導入三維修編軟件，確定連續編號及相鄰分區兩個同樣的特殊坐標點；根據兩個相同的特殊坐標點完成傾斜攝影三維實景模型的合模；應用pos數據對合模后重疊的部分進行處理，使相鄰分區的三維實景模型無縫結合；以此類推，完成整個傾斜攝影區域的合模；

步驟四、根據傾斜攝影三維實景模型上的高程數據，在山區道路區域按一定間距將高程數據錄入道路設計模型中，并根據道路施工圖建立道路設計模型；

步驟五、根據傾斜攝影三維實景模型的高程數據，在道路設計模型中生成初始路基橫斷面圖；

步驟六、根據道路施工設計圖完成山區道路施工，施工完成后按步驟二生成施工后的傾斜攝影三維實景模型；

步驟七、根據施工后的傾斜攝影三維實景模型，將施工后的高程數據替換道路設計模型中的高程數據，沒有施工或不在施工范圍內的高程數據不予替換，并生成施工后的路基橫斷面圖；

步驟八、將路基橫斷面圖和施工后的路基橫斷面圖按同樁號生成路基橫斷面比較圖，其中路基橫斷面比較圖中包含原始地形地面線和施工后地形地面線；

步驟九、分別按照樁間距1m、2m、……10m進行土方工程量計算，并以1m為基準斷面，計算各樁間距的道路挖、填土方量以及與基準樁間距的誤差；根據山區道路樁間距與挖方誤差的關系，按一次線性函數擬合為：