Page 54 - 测绘新技术的理论与实践研究
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测绘新技术的理论与实践研究
对精密测量提出了巨大挑战。根据病害发生的位置，可分为内部病害和外部病害；
根据病害的结构影响，可分为结构破坏和表观损坏；根据病害的表现形式，可分
为几何形状变化和表观性状变化；根据病害影响分布，可分为大范围病害和局部
病害等。病害成因机理不同、表现各异，因此针对不同病害特征，应采取不同技
术进行测量，表观的形变可采用三维技术，性状变化如表观破损、温度变化等可
采用摄影技术，对于大范围病害如桥梁变形可采用雷达干涉测量（InSAR）技术等。
这些测量技术采用不同传感器，采集的数据也表现为不同格式。激光雷达、多目
摄影测量及结构光测量等技术测量可采集不同场景和精度的点云数据，线阵或面
阵等相机组合可获取高质量可见光获红外图像数据，合成孔径成像传感器可以获
得 SAR 图像数据。
智能化感知需要根据不同测量需求选择测量方法和传感器，研制专用测量装
备以适应特定的测量需求。例如，公路、铁路等设施为条带状分布，待测指标多，
精度和效率要求高：公路要求测量破损、平整度、车辙等指标，路面裂缝要求
1mm 分辨率，速度要求 80 km/h 以上；铁路轨道要求测量轨道板、轨距、轨廓、
扣件等，高铁轨道扣件要求亚毫米精度，轨道综合动检要求达到 300km 的正常
行车速度等。因此，动态测量一般采用车载移动测量方式，集成惯导、相机、红
外热像仪、激光雷达和线结构光等多种传感器，在统一的时空基准下感知对象的
多源数据，进行融合建模。一些基础设施如堆石坝，不仅存在外部变形隐患，也
可能存在内部变形隐患。外部变形一般选用 GNSS 组网监测，内部变形往往采用
预埋刚性管道保护的钢丝位移计等方法，应用表明传感器存活率偏低，而采用预
埋柔性管道的测量机器人系统是未来测量的一个好的选择。此外，电力、市政管
道、桥梁、隧道等基础设施也都需要选用特定的传感器，有针对性地研制专用装
备。可见，多传感器集成的专用化的测量装备是智能化测绘发展的必然结果。
2. 感知时空基准
多传感器集成不仅要解决不同传感器之间存在的电气属性、工作特性、数据
协议等差异的问题，更重要的是，要求传感器测量的数据能准确描述时间和空间
信息。例如，路面检测使用线扫描相机获取路面图像，间隔 lmm 采样；使用线
结构光测量车辙，间隔 10~100mm 采样；使用加速度计与测距机结合测量平整度，
以固定周期采样，采样间隔与行驶速度相关。准确描述各传感器数据的获取时间
和空间位置，则需要建立一个统一的时间和空间基准，以同步所有传感器数据。
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