公路测设简述

§8.2　公路测设简述

与输电线路优化选线相类似，公路线路在空间走向亦呈线状分布，其主要勘测设计流程如图8-2所示。

图8-2　传统公路选线流程示意图

如图8-2所示，公路测设流程一般先在平面地形图上定出公路中线，利用专业公路设计软件确定平面线形，计算公路里程，然后实测或点绘公路中线地面高程和横断面相对中线高程资料，在平、纵、横等原始资料收集完成后，才能进行纵、横断面设计，计算相关工程数量。在山区进行高速公路设计时，由于高速公路设计车速较高、路基宽、纵坡度小等特点，因此为了确定合理的路线平面线位，通常需要经过多次反复修改平、纵面线形设计，反复多次实地测量或点绘纵、横断面资料，再次进行纵、横断面设计，计算相关工程数量等工作，导致设计周期较长。此外，由于工程设计人员精力、经验不足等原因，可能很难提出合理的、经济的路线方案，特别在工程可行性研究和初步设计阶段的多方案比选中，容易导致最佳方案漏列，造成投资浪费。

在整个公路测设过程中，主要的勘测工作包括地形图测量和断面测量，如果地形图测量精度不高或方法使用不当，将耗费大量的人力、物力进行改线和重新测量断面。因此，关键在于地形图测量的精度和范围，以及使用方法。目前许多公路设计单位在使用地形图时，只是将纸质地形图搬到计算机中，利用CAD软件来进行二维设计，未能建立以三维地理信息和真实景观影像为基础的三维动态的优化设计方法，因此难以进行快速有效的多方案比选，公路的景观环境设计也缺乏直观、可视化的评估手段。

在公路测设过程中，地形图数据采集进度往往是影响设计周期、设计质量的重要因素，传统野外人工测量方式已经不能满足需要，成为公路设计过程中的一个“瓶颈”。1976年开始，国内开始将航测遥感技术应用于公路勘测设计，与人工野外测量手段相比较，航测具有明显的优点:

1.把繁重的外业工作大部分变为室内作业，节省了大量人力、物力，不但可以大幅度降低劳动强度、提高工效，而且可以保证地形图成图精度，特别是对人烟稀少、气候恶劣和地形复杂地区，效果尤为明显。

2.可以获得大面积实地地形图，有利于在大区域进行路线多方案比较，不遗漏优秀方案。

3.可以利用航片所反映的地面信息和各种地表现象，根据影像特征进行判释，并配合立体观测，能获得测区地貌、地质、水文等各种资料，为路线的多方案比选提供重要依据。

航测技术的发展和应用，使得大范围高精度地形图采集成为可能，提高了数字地面模型精度，并可以直接从数字地面模型中采集局部区域的纵、横断面数据，这样将大大减少改线和断面测量工作量。但是目前公路勘测设计中的航测技术主要用于生产数字线划图，然后基于数字线划图进行线路设计。一些公路设计单位开始直接使用数字高程模型进行三维设计，利用正射影像图与数字地面模型叠加制作线路三维景观和线路漫游场景进行线路环境与景观评价，并开发了相应的软件。总体来说，航测成果还是仅应用于公路初步设计阶段，在施工图设计过程中，仍需要大量外业测量工作，如每隔20m的横断面测图，工作量大、时间长、成本高。

经过国内外科技人员多年的探索和尝试，机载激光雷达测量技术已经展现在人们的眼前。利用该技术可以快速高效地采集高精度、高密度、丰富的地面目标三维坐标信息，并同步获取高分辨率数码影像，经加工处理生成高精度数字高程模型、正射影像图和数字线划图等产品，为公路勘测设计、施工、管理、维护提供真实的现场三维地形、地貌数据，从而使公路真实三维设计成为可能，因此受到广大公路勘测工作人员的热切关注。