基本介紹
- 中文名：航測定線
- 外文名：location of line by aerial survey
- 學科分類：交通工程
- 套用：道路設計
航測定線的發展與套用,航測像片選線的程式,研究路線方案,收集資料,製作航片鑲嵌復照圖,初選路線方案,現場調查核對,紙上定線,多倍儀定線方法,準備工作,在多倍儀上建立立體光學模型,在立體光學模型上定線,影像地圖在定線中的運用,
航測定線的發展與套用
現場定線由於受到視野的限制，容易遺漏方案，而紙上定線必須要測繪大比例尺地形圖，這兩種方法都需要大量人力、物力，勞動強度大，選線周期長。利用航測像片選線，或者通過航測成圖在圖紙上定線，這樣可以把大量的野外工作搬到室內來做，選線人員可以在像片和圖紙上找出許多比較方案，從而提高選線質量。
我國公路航測選線的研究工作是從利用國家已有的航測資料入手的。我國領土的絕大部分地區，已有不同比例尺的航空攝影像片，容易收集。將像片拼接成地貌略圖，通過立體觀察，可以了解選線地區的山脈水系以及工程地質等情況。對於在特別困難的山嶺、森林、沙漠、草原地帶選擇路線的各種方案，航測資料具有特別重要的實用價值。
國內現研究試驗以下幾種像片定線方法：利用立體鏡和視差桿定線；多倍儀定線；在用精密立體測圖儀繪製的大比例尺地形圖或用正射投影儀製作的影像地圖上定線。此外，近年來在將航測與電算相結合進行路線的最佳化設計研究方面也取得了成果。
利用立體鏡和視差桿的定線方法所使用的設備簡單，容易推廣。但是，航攝像片是中心投影，加之攝影時的傾斜誤差，航高誤差都未消除，所得的距離和高程精度很低，僅能作為初選路線方案的一種手段。
不論用何種成圖方法，繪製大比例尺地形圖，在圖紙上定線，這都屬於“紙上定線”的範疇。不過用航測圖進行紙上定線時可以輔以立體鏡觀察，既可定性，又可定量，這樣更能保證定線的質量。
多倍儀是全能法成圖所使用的基本儀器，儘管它放大倍數小，但用多倍儀可以建立與實地完全相似的立體光學模型，可以在模型上直接選線，對於公路航測選線的初期階段，仍然是一種經濟實用的手段。
航測像片選線的程式
研究路線方案
在1:10 000或1:50 000的地形圖上初選規劃方案，從若干比較線中選出1~2個方案作為收集資料的範圍。
收集資料
凡路線所經地區的地形、地質、水文、氣候等各種圖紙、調查報告、文獻、航測資料都儘可能收集，如：
(1)地形圖。路線經過地區的各種比例尺的地形圖在不同設計階段都各有其用途，小比例尺地形圖可以初選路線方案作初步設計之用，大比例尺地形圖則可以直接作紙上定線。
(2)航測資料。包括航攝像片、鑲嵌復照圖、相片平面圖等。在收集航攝相片的同時，還應收集測區的控制測量資料，這些資料對相片選線或成圖都有重要的作用。
(3)其他資料。包括鐵路、水利等部門勘測過的各種圖紙、控制點、高程資料等。
製作航片鑲嵌復照圖
將路線所經地區的航片順序拼接起來，生產照相複製成圖，這就是鑲嵌復照圖。在鑲嵌復照圖上，進行簡單地貌調繪和工程地質調繪。調繪的主要內容是：用彩色筆繪出河流及水流方向；畫出分水嶺的山脊線，註明對選線有實際意義的埡口位置和高程。用不同的顏色和符號標出各種地物——鐵路、公路、大道、城鎮、村莊、湖、塘等，畫上輪廓線並寫上名稱。對於所收集到的高程資料都要一一記註上去。不良地質地段更應詳細標明其位置和特徵，因為它是決定路線方案的重要因素。
初選路線方案
在鑲嵌復照圖上初選路線方案，相當於傳統勘測設計中的路線調查，不過這是把野外地形搬到室內來作罷了。它不但減輕了勞動強度，而且在一定程度上避免了由於視野不良而容易遺漏方案的缺點，這對於在人們難於到達的困難地點選線尤為重要。
具體做法是：
(1)根據總體規劃，在圖上將路線起訖點、主要控制點連線起來，這條線就是路線的大致走向。由於控制點的選取有所不同，可能會有幾條比較線出現。
(2)按作業草圖所注航片排列編號，用立體鏡逐片觀察沿線細部地貌，結合地質判釋、橋位選擇、路線標準等修改局部方案。
(3)在鑲嵌復照放大圖上，量取路線長度，主要點的高程，畫出路線的準確位置，統編里程，點繪路線的概略縱斷面圖和有代表性的橫斷面圖，試拉縱坡度，估計土石方量。
(4)當有幾條比較線時，可根據各條線的工程數量和路線標準決定取捨，初步選出最佳路線方案。
現場調查核對
我國公路航測工作在現階段由於受各種條件的限制，如航片的攝影年代已久，地物多有變化，或者模糊，判讀難免出錯。為了使所選路線切合實際，準確可靠，現場調查核對是不可忽視的程式。現場調查的內容是：橋涵水文調查、築路材料調查、工程地質調查、占用土地、拆遷調查及路線附近地物、地形補充調繪等。根據調查的實際情況，核對初選方案是否合適，必要時可做相應的修改。
紙上定線
用多倍儀一般可以將航攝像片繪製成1:5 000的地形圖，用精密立體測圖儀（或其他精密成圖儀器）可以製成1:2 000或更大比例尺的地形圖。這些圖紙經整飾曬印後即可進行紙上定線；前者可以滿足初步設計之用，後者可以滿足技術設計之用。紙上定線經現場核對、修改，在室內完成平、縱、橫設計和各種構造物設計，計算工程數量，編制設計檔案。
多倍儀定線方法
多倍儀有兩種功能：立體測圖和建立立體光學模型。
多倍儀測圖是使用由航攝底片縮製成的透明正片，利用攝影過程的幾何反轉原理，在室內恢復攝影時的幾何光束及攝站的相關位置，建立與地面相似的立體光學模型，再根據少量控制點使模型與地面的位置和高程對應，然後在這個模型上測繪地物、地貌。
用多倍儀建立的立體光學模型定線的方法和步驟如下：
準備工作
(1)收集路線經過地區的航攝片、調繪片、控制成果等。選出要使用的相片並複製若干份。根據控制成果，在這些相片上轉繪平面和高程控制點。
(2)繪製作業草圖。作業草圖應包含下列內容：
1)像主點相關位置及片號。
2)航帶間的關係。
3)平面及高程控制點的分布。
4)路線大體經過的部分。
(3)制訂作業計畫。根據已有的資料，視控制點的分布情況，決定是否需要在多倍儀上進行加密或雙模型定線，並確定作業的先後次序及劃分網段。
(4)製作縮小片，即按糾正儀投影器之鏡頭像角大小將航攝負片縮小複製為玻璃正片。
(5)繪製控制點坐標圖。
在多倍儀上建立立體光學模型
多倍儀的作業步驟為：裝片歸心、相對定向、絕對定向、模型置平，當完成以上步驟後，帶上互補色眼鏡即可對立體模型進行觀察和定線。
在立體光學模型上定線
在立體光學模型上，用測繪器點出各控制點的位置，如跨河橋位，需要避開的地物，與鐵路、公路、水渠的交叉點等，一併記注在底圖上。
用直線依次連線各控制點，沿線檢查有無縱坡不順或出現高填深挖的路段。通過立體觀察仔細研究路線所經地區是否有各種地物或不良地質的障礙，如果有則應調整平面位置。調整完畢後設半徑，分樁，測繪縱、橫斷面，方法與前同。
影像地圖在定線中的運用
立體光學模型雖然有形象逼真的優點，但它畢竟是要有“光”才能有“像”，欲將所定路線送交有關部門審批或請專家評議都得重新掛燈在暗室進行。加之在模型上量測高程或用測繪器“卡”導向線操作起來也不十分方便，故多倍儀定線的使用也就受到一定的限制。
影像地圖在一定程度上彌補了這些缺點。在影像地圖上，既有在攝影時記錄下來的全部地物地貌信息，又有用等高線表示的高程，為紙上定線提供了較好的條件。
影像地圖的製作常採用以下兩種方案：
一種方案是先用帶有正射投影裝置的立體測圖儀製作正射投影像片，然後將已定向好的立體像對按常規辦法繪製等高線圖。將正射相片和等高線圖套印，即製成正射影像地圖。
另一種方案是在立體測圖儀上對立體像對定向後，在其中一張相片上描繪等高線，然後根據繪有等高線的相片利用立體測圖儀和正射投影儀一次製成正射投影圖。
在利用國家已有的航測資料進行公路定線的若干方法中，正射影像地圖是比較理想的一種，但它要求有一定的設備，成本也較高，在條件還不完全具備時，可與測繪部門合作進行。
必須指出，航測定線必須要與電算相結合才能形成生產力，只有將地形以數字形式輸入計算機才談得上路線的最佳化設計和輔助設計。今後航測套用於公路選線的研究重點看來是在數字地形模型的建立和套用上多下工夫，能通過航測、遙感和全球定位系統（GPS）高速度、高精度地獲得地面數據是實現選線自動化的關鍵。
