3.4.1　数字化公路勘测技术

高速公路改扩建，应在全面掌握原地面资料的基础上进行设计，为最大限度地利用原有工程，必须对原有公路的各项数据有一个全面、精确地掌握，才能使新建部分与原有工程很好的衔接和拟合。虽然可以参考原有设计资料，但经过多年运营后，地面资料由于绿化和排水可能发生变化，路基和桥梁也会发生沉降，所以有必要对既有高速公路地形、地物进行实测，为改扩建提供准确的设计依据。

对于拟进行改扩建的高速公路，其现状交通已趋于饱和，因此，对既有高速公路的调查与勘测均不能中断或影响现状交通，在这种背景及要求下，数字化公路勘察设计新技术应运而生。

目前，常见的数字化公路勘测技术主要有高分辨率卫星遥感影像技术、低空大比例航空摄影技术、高精度三维动态测量技术等。其中，在公路改扩建勘测中较为常用的技术为低空大比例航空摄影及高精度三维动态测量两种技术。

1.低空大比例航空摄影

航空摄影测量是以空中摄影像片构成的立体像对为基础，从几何和物理方面加以分析和量测，获取所摄对象物理信息和属性信息的一门学科。由于信息量大，反映物体细致、客观，真实和详尽地记录了摄影瞬间的地表形态，具有良好的量测精度和判读性能，能方便地获得被摄地区的地形图、地面数据和其他地物属性资料（图3-2）。经过多年的研究、推广和应用，目前公路航测技术已广泛地应用于我国高等级公路勘察设计中。

图3-2　航空摄影测量图

航空摄影测量是大规模获取地形资料的最佳手段之一，能快速、大范围内获取设计所需的各种地面要素的地理信息。但受制于气象条件、地面障碍物及植被覆盖等影响，航空摄影测量存在一定的高程误差，因此，该技术适合在改扩建前期总体方案确定阶段，用于确定改扩建工程路线走向、研究节点方案比选等。

2.三维激光扫描技术

高速公路改扩建施工图设计中，大量的结构物对地面数据的精度要求较高，受航测自身的约束，其精度还不能满足施工图设计的要求，因此，需要有一种高精度、快速的数字化地面测量手段。

三维激光扫描技术是继GPS空间定位系统之后又一项测绘技术新突破。它通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据。可以快速、大量的采集空间点位信息，为快速建立物体的三维影像模型提供了一种全新的技术手段。

近些年来，三维激光扫描仪已经从固定朝移动方向发展，最具代表性的就是车载三维激光扫描仪，车载三维激光扫描仪是将三维激光扫描设备、卫星定位模块、惯性测量装置、里程计、360°全景相机、总成控制模块和高性能板卡计算机集成并封装于汽车的刚性平台之上，在汽车移动过程中，快速获取高精度定位定姿数据、高密度三维点云和高清连续全景影像数据，通过统一的地理参考和摄影测量解析处理，实现空间地理信息采集与建库（图3-3）。

图3-3　车载三维激光扫描

车载三维激光扫描系统作为测绘科学的领先产品，是一种直接主动式测量方法，受天气条件的影响少，作业安全，作业周期快，易于更新，时效性强，而且，在数据处理后，所有带有3D坐标的点云都可以被输出到CAD的环境下进行进一步的数据处理和加工。因此，该技术适用于改扩建工程设计阶段，结合CAD进行平、纵线形的拟合。