中山市南外环道路改造工程边坡共6处,边坡高度均超过20m。其中景观路边坡51米,东苑南路边坡70.76米,土方测算工程量大,边坡地形复杂。传统测量方法耗费时间长,人员危险系数大,而采用无人机航测缩短了测量周期,减小了危险系数,精度也满足设计要求,以下对无人机土方测算流程进行介绍。

 

无人机测算土方步骤

 

01、前期准备

 

① 项目需求分析:明确项目目标、测量范围、精度要求等;

② 设备准备:选择适合的无人机、相机(如RGB相机、多光谱相机等)、GPS设备等,本项目使用的大疆mini4Pro型号无人机;

③ 飞行计划制定:根据测区地形、面积和精度要求,规划飞行航线、飞行高度、重叠率(通常航向重叠率70%-80%,旁向重叠率60%-70%)等;

④ 天气条件检查:选择天气晴朗、风力较小的时段进行航测,以确保图像质量。

 

02、现场航测

 

① 地面控制点布设:在测区内布设足够数量的地面控制点(像控点),并精确测量其坐标(通常使用RTK),控制点用于后期影像的精确校正;

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② 无人机飞行:按照飞行计划进行航拍,确保影像覆盖整个测区,并满足重叠率要求;

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③ 数据采集:无人机自动或手动拍摄高分辨率影像,同时记录飞行轨迹和姿态数据。

 

03、数据处理

 

① 影像导入:将航拍影像导入专业的摄影测量软件(如Pix4D、Agisoft Metashape、ContextCapture等);

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② 空三加密(空中三角测量):通过软件进行影像匹配,生成稀疏点云,并利用地面控制点进行精确校正;

 

③ 生成密集点云:基于空三加密结果,生成高密度的三维点云数据;

 

④ 构建数字表面模型(DSM):利用密集点云生成测区的数字表面模型,反映地表高程信息;

 

⑤ 生成数字地形模型(DTM):去除地表植被、建筑物等非地面要素,生成仅包含地形的数字地形模型。

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04、土方量计算

 

① 基准面设定:根据项目需求,设定一个基准面(如设计高程面或参考平面);

 

② 体积计算:利用软件工具(如AutoCAD Civil 3D、Cass、Global Mapper等)计算测区地表与基准面之间的体积差,即土方量。通常采用三角网法或格网法进行计算;

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③ 分段计算:如果测区地形复杂,可以分区域计算土方量,再进行汇总。

 

05、结果分析与报告

 

① 数据验证:检查计算结果是否合理,必要时进行局部修正;

 

② 生成报告:整理土方量计算结果,生成包含测区范围、计算方法、结果数据等的详细报告;

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③ 可视化展示:通过三维模型、等高线图、剖面图等形式直观展示测量结果。

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无人机土方测算技术凭借其高效性、高精度和低成本,已成为现代工程测量领域的重要工具。通过自动化航测、三维建模与智能计算,大幅缩短了传统人工测量的周期(节省50%以上时间),同时降低了复杂地形环境下的作业风险。