[发明专利]一种基于无人机和数字地表模型的公路施工阶段预测方法

权利要求书

1.本发明要解决的技术问题是公路工程在路基施工过程中的演算缺乏真实有效、合理科学的预判方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的预测方法分为以下几个阶段：无人机影像拍摄、数据预处理和特征提取、数字地表模型建立、施工阶段预测。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

提出通过无人机进行低空影像拍摄，拍摄的影像经过数据预处理和特征点识别以用于特征匹配，应用处理后的无人机影像序列建立数字地表模型，再通过数字地表模型和设计模型的对比，做出真实有效、合理科学的推断，判定当前的施工阶段以及动态预测后续的工期安排。

本发明提出的预测方法分为以下几个步骤：

由无人机进行公路路面信息的图像获取，图像的采集质量受到航高、分辨率、飞行速度、重叠度等因素的制约，因此要获取高质量的图像信息，需要构建不同参数之间的关系，分别是(1)航高、焦距以及分辨率的关系；(2)地面覆盖范围；(3)不同影像重叠度。

对无人机采集的数据进行处理，基于筛选算法、影像质量和投影面最优原则对影像数据集进行排序。对影像数据进行特征点识别与提取，经平差计算和点位调整后，进行场景的三维重建。

基于处理后的无人机影像进行数字地表模型的构建：构建时要考虑(1)飞行高度对DSM精度的影响、(2)旁向重叠率对DSM精度的影响、(3)拍摄倾斜角度对DSM精度的影响、(4)控制点密度对DSM模型精度的影响、(5)控制点布设方案对DSM的影响。

构建完DSM模型后，需要将拟建公路工程路基特征点定位到DSM之中，如基坑边线、边坡、道路边线等，以便进行后续应用。将路基施工各个阶段的实际情况与整个路基工程的设计模型都放在DSM模型中，进行对比研究，对路基施工过程作出真实有效、合理科学的预判。

有益效果：公路工程在路基施工过程中，通过无人机数据构建的数字地表模型，(1)快速有效地获取地形数据，生成大规模、高精度的三维地形，对实现公路工程路基施工管理进行三维可视化；(2)获得DSM数据的方式通常采用航空遥感技术，采用无人机能够有效降低使用成本；(3)通过对公路施工过程中的地形数据的采集，将路基施工各个阶段的实际情况与整个路基工程的设计模型进行对比，对路基施工过程做出真实有效的预判。