国家林业和草原局昆明勘察设计院，云南 昆明 650031

1 无人机摄影测量技术原理概述

无人机属于一种较为小型的轻便遥控飞行器，将其应用到工程测绘时，需要在无人机上搭载分辨率较高的摄影专用镜头，然后应用GPS导向或现场遥控的方式对飞行器飞行路线、飞行速度等进行控制，使之能够在飞行过程中通过摄影拍摄到所需要的数据信息。当实际应用无人机摄影测量技术时，操作人员将无人机的飞行高度控制在距离地面200～300m，通过光栅影响的方式记录数据，在飞行结束后，利用专门的数据处理软件，将拍摄获得的栅格图像转化为所需要的数据信息[1]。通过对该项技术进行有效应用，可有效降低工程测绘受地形环境的影响，如将其应用到山区公路勘测中，不仅能够有效提升勘测效率，而且能够在很大程度上提升勘测的准确率，对山区公路施工建设工作开展有较大的帮助。

2 无人机摄影测量技术测量流程及方法

从无人机摄影测量技术应用的实际情况来看，其通常需要经历布设像控点位、校对相机、摄影测量、影像匹配生成DEM等流程，其测量流程见图1。

图1 无人机摄影测量流程

2.1 布设像控点位

首先以连续运行卫星定位参考站提供的参数信息为依据，然后将其做适当转化，使之转变为相匹配的坐标系数据，并利用电子刺点在坐标系中标示出像控点位，最后借助无人机到现场实地勘测，将拍摄获得的数据信息以表格的形式记录，从而为后续数据转化奠定基础。

2.2 校对相机

根据相机的功能特征，应用空间后方交会的方法，对布设像控点位的实际坐标信息进行提取，并以此作为观测到的数据值。

2.3 开始摄影测量

开始摄影测量后，主要依据当前测绘行业内执行的技术规范，将地面分辨率指标作为参照。首先，对无人机的飞行路线、飞行速度、飞行高程等进行设置；其次，根据无人机拍摄到的航测图展开实际分析，结合现场勘测区域的地形环境；最后，对摄影曝光间隔、摄影角度等进行设置，从而有效保证无人机摄影拍摄的有效性[2]。

2.4 生成正射影像

无人机在完成三角测量后，根据对应的数字高程模型，生成与之相匹配的正射影像。通过无人机三角测量中不同位置拍摄所获得的数据信息，形成多个同名位点，借助获取的数据信息，将其融入对应的处理软件中，从而能够顺利构建出所需要的数字高程模型，生成正射影像。

2.5 制作模型

根据得到的高程模型对无人机勘测到的数据信息进行精确阐述，以便对现实场景进行精准的三维化处理，使最终构建模型能够清楚反映现场地形条件。利用映射的方式将正射影像数据信息传导至高程模型的透视表面，然后通过对应的计算机软件对所获取的各种空间数据进行整合处理，能够获得更为准确可靠的数据信息，从而为后期工程项目施工建设提供参考依据。

2.6 分析数据信息准确度

为有效保证最终获取数据信息的准确性，通常需要应用2条航线来进行勘测，然后对比分析勘测所获得的数据信息。通常应用Photo Scan等软件进行数据准确性分析，借此快速评价成图结果，分析其是否达到要求和标准。

3 无人机摄影测量技术在公路工程勘测中的实际应用

3.1 项目概况

案例项目林芝市303线工布江达县娘蒲乡通果至那曲地区嘉黎县措多乡那布公路新建工程是西藏自治区S303重要的一段。S303线东起叶巴滩（四川交界处），西至阿里地区班公湖，全长4087km，横贯西藏自治区东西方向，是自治区重要的公路项目。该公路工程项目主线采用三级公路标准，设计速度为30km/h，路基宽度为7.5m，行车道宽度为(2×3.25)m，土路肩宽度为(2×0.5)m；全线设计荷载等级采用公路Ⅱ级。该工程项目在施工建设中涉及较多的高海拔山区路段，部分路段勘测人员难以到达，前期勘测工作难度较大，工程项目部分实例图见图2。地处高海拔垭口位置，且有较为严重的积雪，常规测量方式无法顺利开展进行。基于此情况，此次公路工程在个别特殊路段，采用无人机摄影测量技术进行测量，整体取得了良好的效果。

图2 工程项目部分实例图

3.2 无人机摄影测量技术应用

基于无人机摄影测量技术在该工程项目中的实际应用情况，首先应在测量前做好充分的准备工作，然后在实际测量中严格按照无人机摄影测量流程执行实施，从而有效保证测量数据信息的准确性、可靠性。

（1）做好测量准备工作。无人机摄影测量技术应用中前期准备工作是否准确、全面，将直接影响到最终摄影测量任务的完成情况。在该工程项目中，应用无人机摄影测量技术前，主要做好以下三点准备工作：①基于路段实际情况制订对应的摄影测量方案；②对设备、设施的性能指标进行全面检查；③对无人机搭载相机进行校准处理。在该工程项目中，山地面积占整体面积的80%左右，且大部分地区绝对高程在3900m以上，北部山峰海拔大多在5400m以上，南部山峰海拔都在5100m以上，多数山岭山势陡峻、基岩裸露，局部发育残坡积物，海拔5000m以上的分水岭地带，大多常年冰雪覆盖。在山势陡峻、常年冰雪覆盖的山路段勘测施工中，为保证勘测工作的有效性和安全性，采用无人机摄影测量技术，并基于环境情况设计对应的应用方案。

（2）规划无人机实际摄影测量的路线。在做好无人机摄影测量准备工作的情况下，规划无人机实际摄影测量的路线主要可以分为以下几个步骤。①确定摄影测量过程中的地面分辨率。根据以往应用无人机摄影测量的经验，无人机摄影测图比例尺与地面分辨率之间的对应关系见表1。该工程项目位于高海拔山区，地势较为陡峭，对高程准确度提出较高的要求，为了获得较为准确的勘测摄像图，将地面分辨率定位15cm，测图比例尺应用1∶2000。②分区测绘摄影。由于该工程项目需要应用无人机摄影测绘的路段较长，考虑到无人机续航时间的有限性，在测绘过程中需要对其进行科学分区，且在分区时应满足以下要求：第一，无人机航线与路线的走向保持一致，控制其产生的偏差；第二，注意对分区内高程差做出调控，分区测绘段内高程差应处于航高1/h以下；第三，在航线为纯直线的情况下，适当拓展分区跨度，使之测绘面积更广。③综合此次项目摄影测绘需求，最终确定无人机摄影测绘运行参数如下：相对航高为4～5m，最低地面点高程为50m，最高地面点高程为120m，基准面高80m，航线间隔设定为260.35m。依照上述无人机摄影测绘流程开展测量，得到实际的勘测数据，经实践检验证明，该工程项目中所采用无人机摄影测绘方法具有较为良好的效果，测量数据具有较高的准确性。

表1 地面分辨率与测图比例尺之间的对应关系 单位：cm

4 结束语

综上所述，无人机摄影测量技术在一些地形相对复杂的工程环境中具有较高的使用价值，能够较为准确地测量出所需要的数据信息，为后续工程设计工作开展奠定基础。因此，应加强对该项技术的应用研究，提升其在实际公路勘察设计中应用的有效性。