张淑芹
( 交通部第二公路勘察设计院, 武汉市, 430052)
【摘要】简述了航空摄影测量方法应用于公路交通状况调查的原理, 结合成渝高速公路某路段的工程进行了小像幅航空摄影并开展了公路交通状况调查的研究, 通过与传统交通调查方式相比较, 揭示了航空摄影测量方法应用于公路交通状况调查的可行性和实用性。 【关键词】公路交通调查小像幅航空摄影结果分析
航空摄影测量问世以来, 已经渗透到多种领域和学科, 并得到了广泛应用。除最常用的地形测量以外, 还有军事科学、建筑工程、地质水文勘察、公路、铁路、输电线路、航空工程的勘察设计、自然资源的调查、城市建设规划等。在公路勘察领域, 利用航测手段进行路线方案的优化比选目前已成为高等级公路勘测的重要手段, 但利用航空摄影测量进行公路交通调查的报道还较少。本文简述了航空摄影测量方法(简称“航摄法”) 应用于公路交通调查的原理, 结合成渝高速公路某路段小像幅航空摄影, 对用航摄法进行交通调查中的有关问题进行了探讨。空间平均车速V S (km ƒh )和时间平均车速V t (km ƒh ), 航摄法空间平均车速是指在航摄时段内全部车辆车速分布的平均值。
n
1 1 6
则V S = V t = V i
n n
1 1
n
6i= 1
V i
i= 1
其中n 为观测测得车辆数, 辆。
的密集程度,
即某一时刻在单位长度内一个车道或全部车道上的车辆数。设K 1、K 2 分别为像片立体模型中某路段顺、逆航向车流密度(辆ƒkm ) :
N 1 N 2 K 1 = K 2 =
1 航摄法交通调查的原理L -
S 1 r T L L + S 2 r T L
航摄法车流密度K 值可采用下式计算:
单身贵族俱乐部1. 1 航摄法平均车速
对于公路上车辆的运行速度, 通常采用点观测方式获得, 其做法是在道路某处取一较短的观测段L , 通过测量车辆在该段的行驶时间T , 然后根据下述公式可得: V 常= L ƒT。航摄法是通过量测像片立体模型中同名车
的位移量S (m ) , 然后采用下式求得:
V i = S i r Mƒt
中国节能投资公司式中: V i 为第i 辆车的瞬间车速, km ƒh; S i 为同名车在t 时间内在立体模型中的位移量, mm , S i = |a2b|由立体判读仪或立体量测仪量测求得; M为航空摄影像片的比例尺分母; t 为相邻航片曝光时间间隔, s。
航摄法平均车速在公路交通工程中可分为
K = K 1 + K 2
上述式中: N 1、N 2 为像片立体模型中某路段顺、逆航向车道上的车辆数; V S 1、V S 2 为像片立体模型中某路段顺、逆航向车流空间平均车速, km ƒh; L 为路段长, m ; N 为车道上的车辆数; T L 为首、尾航片曝光间隔时间, h; K 为双向密度。
常规测量车流密度采用定距离( 选一固定长的路段)、定时间(在某一时刻)、车辆数(数出车道的车辆数) 的方法, 而航摄法则采用在固定长的路段航片上直接数出行驶的车辆数, 与常规方法不同之处在于观测点( 摄影镜头) 是
收稿日期: 1998211209 α
2 期张淑芹: 航空摄影测量在公路交通调查中的应用63
在空中沿路线纵断面方向移动的。需指出的是: 在某一时刻摄影到的全路段影像中, 与飞机同向的车辆将有一部分驶出影像范围, 故车流量密度应分同向与反向来考虑(见图1、图2)。1. 3 车流量的计算
常规方式是用计数方法统计在一定时间内通过断面的车辆数, 因常规方法车流量的调查可长时间连续观测, 而航摄法的观测点是一个空间连续的移动断面, 因此航摄法车流量的计算为: Q 航= K r V S , Q= Q 1 + Q 2 , 其中: Q 为顺、逆双向车流量; V S 为车流空间平均车速。
工程试验实例
天诛玉2
航摄试验区选在成渝高速公路某路段, 其里程长约46 km 。试验区路段含平原区、丘陵区、山地三类地形。此次试验我们利用Y 5 飞机于1993 年11 月采用R IC O N XR 210M 型相机完成航空摄影, 其焦距为51. 69 mm , 像幅为24 mm ×36 mm , 摄影比例尺为1∶12 800。为了便于立体观测, 我们将上述像片比例尺放大至1∶3 800 后采用带视差杆的判读仪量测。由于公路航空摄影属带状折线作业, 存在直线短、转弯多、面积小、飞机航速高等特点, 尽管路线平面标准很高, 但仍有被漏摄现象, 因此我们仅对线形较好, 长约9 km 的平原区的89 个连续像对上的交通量进行了量测和分析, 并将结果与传统调查方法进行了比较, 如表1 所示。
由表1 中可以看出, 航摄法结果与实地调查数据比较接近, 实地调查数据略高于航摄法调查数据, 主要是因为实地调查时避开了收费
图1 与航摄同向车流
A -
B 为首片曝光时车流位置; A ′- B ′为末片曝光时车流
位置; B - B ′为末片曝光时车流溢出航段长度; A ′-
航向同向车流在航片上留有影像的长度
B 与
图2 与航摄反向车流
A -
B 为首片曝光时车流位置; A ′- B ′为末片曝光时原车流
位置; B - B ′为末片曝光时车流流入航段长度; A ′- B 与航向
反向车流在航片上留有影像的长度
表1 航摄交通调查与常规交通调查的比较
某收费站1993 年11 月份统计结果1994 年7 月1 日
实地调查结果
1993 年11 月12 日
航摄统计结果
项目
车流方向
时间平均车速ƒ(km r h - 1) 空间平均车速ƒ(km r h - 1) 车流密度ƒ( 辆r h - 1 )
车流量ƒ( 辆r h - 1)上行
-
下行
-
双向
-
上行
81. 57
下行
65. 04
双向
-
上行
72. 03
下行
65. 54
双向
- - - - 77. 69 61. 95 - 65. 89 60. 39 - - - - 2. 77 4. 00 6. 77 2. 34 3. 76 6. 10 124 123 247 215 248 463 154 227 381
站这一调查段, 而航摄法统计却包括了收费站段车辆起步速度影响, 否则结果可能会更接近。航摄法同收费站资料比较只有流量一项可比, 航摄法结果大于收费站统计数据, 原因在于收费站统计结果是以三昼夜数据计算得出的, 含有夜间车流量减少的因素。
常规方式与航摄方式做交通调查的比较见表2。由表2 可知: 加权平均车速实地调查结果略高于航摄法计算结果, 但两种结果从统计分布的角度具有一致性。在车型构成方面, 两种方
中 南 公 路 工 程
24 卷
64
法 的结果相差较大, 实地调查的大客车比例占
2ƒ3, 而航摄法调查的仅占 1ƒ3, 究其原因为航
摄时段短的关系。
结束语
3
通过小像幅在公路交通调查中的应用表
明, 利用航摄法进行车速和交通量调查较传统 的 交通量调查具有明显的优点。这些优点主要 表 现在: ① 航空摄影一经完成, 航摄法调查可 不受天气、地点、时间的影响便可开展交通调 查, 可大大减少实地交通调查的工作量, 具有很 好的现实性和实用性。② 能在空中动态地监测 道路运行状况, 特别是在监测城市汽车行驶线、 沿线车辆停放以及交叉路口交通状况等方面也 是一种有效的手段。③ 小像幅航摄法进行公路 交通状况调查, 具有灵活的特点, 其不足之处在 于因影像较小而对车型判读较困难。
表 2 常规方式与航摄方式做交通调查的比较
项 目 常规方法
航摄方法
时间段 可以长时间连续观测 只能做短时间航摄
脱氢抗坏血酸
OD 调查
可 不能 空、实载调查 可
不可
可做长时段连续调查 只能做短时段调查
只能做航片上可以
辨认轮廓的交通工
具的调查 交 可做混合交通量调查 通 不能直接得到交通
量结果, 而通过参数 K 可求得 量 能直接得到年交 通量、月交通量
调 航摄时段内的流量
( 辆 ƒs ) 和分交通量 或小时交通量 查
年平均日交通量、 月平均日交通量 参 考 文 献
绩效考核与绩效管理人工观测, 雷达测 速等
借助仪器量测像对网络新闻评论
并计算求得 1 冯桂炎. 实用交通工程学. 长沙: 湖南大学出版社, 1986 2 R ·J ·索尔特著. 道路交通分析与设计. 张佐周等译. 1982 3 锻治晃三、中村英夫著. 航测在道路、交通工程上的应用.
赵恩棠译. 北京: 人民交通出版社, 1983
车速调查
很便利, 只在航摄像
片上数车辆数, 然后 计算求得
由线观测获得, 但 操作较难 密度调查
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