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车载与机载三维激光测量系统在高速公路改扩建中的综合应用
项目背景
随着经济的发展、城市的快速扩张,以及交通运输量的日益增长,高速公路路网承载空间日趋饱和。相比新建公路，改扩建项目的建造、占地成本相对较低，是目前解决路网压力的有效方式之一。高速公路改扩建是一项较为复杂的工程项目，在设计施工前，需要对原有公路及两侧一定带宽范围内的地形地貌进行详细勘测。
华中地区某高速公路计划进行扩容升级，需要获取沿线公路30km及中心线两侧250m范围的3D成果（DEM、DOM、DLG）。公路路面测量精度要求平面5cm，高程2cm；路面以外区域满足1:2000地形图测量要求。
项目需求及难点
1)项目需求：
本项目需要获取公路30km及中心线两侧250m范围的3D成果（DEM、DOM、DLG）；公路路面测量精度要求平面5cm，高程2cm；路面以外区域满足1:2000地形图测量要求。
2)项目难点：
仅基于车载激光测量或机载激光测量中单一的三维激光测量系统在高速公路改扩建中仍有一定的局限性。车载激光移动测量系统对道路边坡外侧区域存在一定的测量盲区，而机载激光移动测量系统相比车载，其测量精度较低，需要有更严苛的作业规范要求。
解决方案
为满足改扩建中路面测量的技术要求，本项目采用车载与机载激光移动测量系统相结合的双系统测量的方式，对高速公路及两侧一定带宽范围内的地形地貌进行详细勘测。
车载与机载激光移动测量双系统的技术路线如图所示。
高速公路内部采用HiScan-R车载激光移动测量系统快速获取道路路面高密度的点云数据。
高速公路两侧带宽采用ARS-1000L机载激光移动测量系统进行点云数据采集，其在高差变化大和植被覆盖的区域数据获取能力远高于传统航测。
数据成果
1)精度验证
本项目沿公路路面布设了128个验证点，测量其平面坐标和水准高程，然后在点云数据中提取对应的特征点坐标，检核车载激光移动测量系统的成果精度。从表1可知，点云数据平面精度优于5cm，高程精度优于2cm。
表1 车载激光移动测量系统精度验证表
在测区均匀选取90个特征点，然后在机载激光移动测量系统采集的点云数据中，通过线交汇的方式提取相应的坐标值进行精度比对。从表2可知，点云数据平面和高程精度优于15cm。
表2 机载激光移动测量系统精度验证表
综上，双系统测量模式能够满足高速公路改扩建项目的测量精度要求。
2)测绘成果
基于双系统获取的点云和影像数据，可以快速生成3D成果。
项目总结
基于车载激光移动测量系统和机载激光移动测量系统的双系统测量模式，实现双系统间的优势互补，可有效解决车载激光移动测量系统在边坡以外的测量盲区和机载激光移动系统难以满足公路路面测量精度要求的双重问题，使工作效率得到显著提升。
在测区均匀选取90个特征点，然后在机载激光移动测量系统采集的点云数据中，通过线交汇的方式提取相应的坐标值进行精度比对。从表2可知，点云数据平面和高程精度优于15cm。
