3.4.1　數字化公路勘測技術

高速公路改擴建，應在全面掌握原地面資料的基礎上進行設計，為最大限度地利用原有工程，必須對原有公路的各項數據有一個全面、精確地掌握，才能使新建部分與原有工程很好的銜接和擬合。雖然可以參考原有設計資料，但經過多年運營后，地面資料由于綠化和排水可能發生變化，路基和橋梁也會發生沉降，所以有必要對既有高速公路地形、地物進行實測，為改擴建提供準確的設計依據。

對于擬進行改擴建的高速公路，其現狀交通已趨于飽和，因此，對既有高速公路的調查與勘測均不能中斷或影響現狀交通，在這種背景及要求下，數字化公路勘察設計新技術應運而生。

目前，常見的數字化公路勘測技術主要有高分辨率衛星遙感影像技術、低空大比例航空攝影技術、高精度三維動態測量技術等。其中，在公路改擴建勘測中較為常用的技術為低空大比例航空攝影及高精度三維動態測量兩種技術。

1.低空大比例航空攝影

航空攝影測量是以空中攝影像片構成的立體像對為基礎，從幾何和物理方面加以分析和量測，獲取所攝對象物理信息和屬性信息的一門學科。由于信息量大，反映物體細致、客觀，真實和詳盡地記錄了攝影瞬間的地表形態，具有良好的量測精度和判讀性能，能方便地獲得被攝地區的地形圖、地面數據和其他地物屬性資料（圖3-2）。經過多年的研究、推廣和應用，目前公路航測技術已廣泛地應用于我國高等級公路勘察設計中。

航空攝影測量是大規模獲取地形資料的最佳手段之一，能快速、大范圍內獲取設計所需的各種地面要素的地理信息。但受制于氣象條件、地面障礙物及植被覆蓋等影響，航空攝影測量存在一定的高程誤差，因此，該技術適合在改擴建前期總體方案確定階段，用于確定改擴建工程路線走向、研究節點方案比選等。

2.三維激光掃描技術

高速公路改擴建施工圖設計中，大量的結構物對地面數據的精度要求較高，受航測自身的約束，其精度還不能滿足施工圖設計的要求，因此，需要有一種高精度、快速的數字化地面測量手段。

三維激光掃描技術是繼GPS空間定位系統之后又一項測繪技術新突破。它通過高速激光掃描測量的方法，大面積高分辨率地快速獲取被測對象表面的三維坐標數據。可以快速、大量的采集空間點位信息，為快速建立物體的三維影像模型提供了一種全新的技術手段。

近些年來，三維激光掃描儀已經從固定朝移動方向發展，最具代表性的就是車載三維激光掃描儀，車載三維激光掃描儀是將三維激光掃描設備、衛星定位模塊、慣性測量裝置、里程計、360°全景相機、總成控制模塊和高性能板卡計算機集成并封裝于汽車的剛性平臺之上，在汽車移動過程中，快速獲取高精度定位定姿數據、高密度三維點云和高清連續全景影像數據，通過統一的地理參考和攝影測量解析處理，實現空間地理信息采集與建庫（圖3-3）。

車載三維激光掃描系統作為測繪科學的領先產品，是一種直接主動式測量方法，受天氣條件的影響少，作業安全，作業周期快，易于更新，時效性強，而且，在數據處理后，所有帶有3D坐標的點云都可以被輸出到CAD的環境下進行進一步的數據處理和加工。因此，該技術適用于改擴建工程設計階段，結合CAD進行平、縱線形的擬合。