为了应对日益增长的交通需求，提升高速公路的通行能力，加快早期已建成的高速公路扩容改造，加大国省干线公路的改建力度，已经成为当前公路交通建设的核心工作。但目前常用的公路改扩建测量方案难以满足需求且存在系列问题，对此华测提出了高效、完整的应对方案，从道路改扩建测量痛点出发，通过实际案例和数据成果为大家展开分享。
现有高速公路改扩建测量主要使用RTK、全站仪等测量方法，需要上道测量，时间受限，存在人员安全问题；且采集的数据不全，需要多次采集，效率低。
采用车载激光雷达的测量方法，仍然需要上道，道路两侧的边坡、沟坎，被围栏岗亭遮挡等地方扫描不到，没办法一次采集到位。
RTK公路测量 车载公路测量
华测自研的三维数据智能解算软件CoPre，可以基于标靶点通过点云纠正和平差提高点云精度，满足改扩建公路的精度要求。标靶点布设在高速公路外围，避免人员上道测量。
搭配华测自研三维数据成果智能生产软件CoProcess，进行地面点自动滤波，提取道路标线边线，快速生成横纵断面。整套方案外业可控性高，内业数据精度高，具有高效、完整的特点。
BB4无人机搭载AA15测量作业
接下来，我们以某地部分高速路段改扩建测量为例，为大家介绍作业流程和数据成果及应用。
测区为两条单向6公里的带状公路，需要将每条道路扩宽，分别增加1条车道来改善车辆运行状况。
道路现状
作业流程
01、布设标靶
布设标靶是公路改扩建测量很重要的一环，在道路两侧50m内布设标靶，相邻标靶点的间距控制在200m以内，标靶板45°朝向航线，标靶点使用定制标靶板，以保证较好的扫描效果。
标靶板布设点位示意
布设标靶
02、数据采集
使用BB4搭载AA15飞行一个架次约30min（速度7m/s）完成6Km带状数据采集。AA15机载激光雷达系统操作简单，其独特的性能设计，将测量光束从三个不同的方向连续对地扫描，获取高密度、更完整的地面点云。对比RTK、车载扫描方式，不用上道测量，一次采集即可获取多种传感器数据，实现影像与点云数据融合，提高外业效率，保证人员安全。
安装设备
AA15机载激光雷达系统最大可发射每秒200万点，75°视场角激光发射能量更集中，点云利用率高，极大提高点云成果密度，非常适合高精度的道路要素提取应用。150m重复测距精度5mm，最大程度保证测量精度。对比RTK，AA15能高精度还原道路构筑物特征。
03、点云解算
1）基于标靶点布设提高点云精度
无需输入复杂参数，使用华测三维数据智能解算软件CoPre进行点云数据一键化处理，通过点云纠正和平差功能，提高解算后点云数据的精度。
标靶扫描效果
机载点云数据扫描清晰可靠，可以进行精确拟合刺点，纠正原始点云数据，路面激光点云的绝对精度达到2cm，满足公路改扩建的精度要求。点密度与车载点云相当，能准确反映道路及附属构筑物真实情况，为数据提取及管理提供有效支撑。
2）公路及附属构筑物数据完整，一次采集到位
测区点云
路面点云,道路标线清晰
路边环境点云，对比车载数据采集更全
路侧涵洞点云
路中间排水沟点云
路中间排水沟剖面
电线交跨段剖面
01、自动滤波处理
选择测区地形，用CoProcess内置自适应地面点滤波算法，进行地面点自动滤波。
02、道路要素提取
CoProcess智能要素提取模块，支持道路实线、虚线的快速追踪提取，可自动获取线宽及线类型参数，追踪提取率及类型识别准确率优于90%。
道路标线，边线提取
03、道路断面快速生成
与传统RTK不同，点云对地面细节描绘更丰富的同时，也为手工绘制断面增加了工作量。但通过华测自研三维数据成果智能生产软件CoProcess，可以直接导入设计文件，自动生成横纵断面，并根据点云的信息自动生成横纵断面。在一些特殊地形，如道路边的沟坎，也可以支持人工手动编辑。在断面生成好后，可以直接导出设计需要的断面格式或者CAD图形，直接提交成果。
断面效果，原始点云
断面效果，地面点
本期小结
华测BB4搭载AA15机载激光雷达测量作业，作为一种先进的集成测量技术，能有效解决传统RTK公路改扩建测量周期长、上道安全性问题。同时对比车载激光雷达测量可实现一次获取完整的、满足2cm精度需求的点云数据，一次“扫”到位。整个项目投入2人即可保质保量完成，外业飞行一个架次30min采集到包含车道、道路附属构筑物、交跨电力线等完整数据，不用补测也无需上道。
伴随华测自研的CoPre、CoProcess等高度自动化数据处理软件，内业1人即可处理一键解算、点云纠正、自动滤波、道路标线边线提取，道路横纵断面快速生成等复杂成果，整体数据处理水平和处理效率有极大提升。软件成熟度高，已在多家交通行业用户单位应用于实际项目生产，后续我们将持续创新突破，研发更多适用于各行业生产的新功能，解决行业难题和痛点，进一步为客户降本增效。
注释：
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