UAV 技术在测绘工程领域的优势及运用

引言

《“十四五”自然资源信息化规划》明确提出构建以新型基础测绘为核心的自然资源调查监测体系，要求以“全空间、全要素、全时态”为目标，提升地理信息数据的获取效率与精度。UAV 技术作为新型测绘手段，凭借其小型化、轻量化及自主飞行特性，可实现大范围、高精度的地理数据采集，契合新型基础测绘的需求 [1]。因此，通过探讨算法优化、流程标准化及多源融合等策略，为解决 UAV 测绘中的关键问题提供实践参考，助力新型基础测绘体系的构建。

一、UAV 技术在测绘工程中的核心优势解析

（一）高机动性与作业效率提升

传统测绘手段如全站仪、GPS RTK 需依赖人工逐点测量，部署过程繁琐且受地形限制较大，难以实现大范围区域的快速数据采集 [2]。相比之下，UAV 技术具有显著的高机动性特征，其小型化、轻量化平台可快速转运至作业现场，通过预先规划的飞行航线，在短时间内完成数十甚至上百平方公里的区域覆盖，大幅减少了人工投入[3]。

（二）高精度地理数据获取能力

UAV 系统通过搭载 GPS/BDS 组合导航模块、IMU 惯性测量单元及高分辨率相机，实现了定位、姿态测量与影像采集的协同工作。其中，GPS/BDS 组合导航提供实时高精度位置信息，IMU 弥补了卫星信号遮挡时的姿态测量不足，高分辨率相机通过多视角影像获取地物细节。

（三）复杂环境下的作业适应性

UAV 技术具备较强的环境适应性，可在山区、丘陵、水域等复杂地形中作业，其低空飞行特性使其能避开高大障碍物，获取传统测绘手段难以到达区域的地理数据。

二、UAV 技术在测绘工程中的典型运用场景

（一）地形测绘与数字高程模型（DEM）生成

通过专业测绘软件结合测区地形特征、精度要求规划飞行航线，设定航高、旁向重叠度、航向重叠度等参数，确保影像覆盖的完整性与连续性。搭载高分辨率光学相机或多光谱相机的 UAV 按照规划航线自主飞行，采集多视角、高清晰度的航空影像，同时通过 GPS/BDS 组合导航系统记录每帧影像的位置与姿态信息。

（二）地籍与房产高精度测绘

在宗地边界测量中，UAV 沿宗地边界飞行，通过 RTK 系统实时接收基准站信号，获取边界点的三维坐标。在房产面积测算中，UAV 采集的高分辨率影像可清晰显示房屋轮廓、阳台、飘窗、雨棚等细节，通过影像分割、特征提取等计算机视觉技术，精准测算房产的建筑面积、使用面积与公摊面积。这种方法避免了传统人工测量中因地形遮挡、仪器误差、人为判断偏差导致的精度问题，作业效率较传统方法提升5-10 倍。

（三）应急测绘与灾害监测

灾害发生后，UAV 可在 30 分钟内完成设备调试与航线规划，无需依赖道路运输，能快速进入地震后的废墟区、洪水淹没区、滑坡体等人工无法到达的危险区域，采集灾害现场的高分辨率影像与位置数据；UAV 通过 4G/5G 无线通信系统将数据实时传输至指挥中心，使救援人员及时了解灾害范围、房屋损毁程度、人员被困位置、道路阻断情况等信息，为救援路线规划、物资投放点选择提供关键依据。

三、UAV 测绘工程应用的优化路径与实践策略

（一）数据处理算法优化与精度提升

针对 SfM 算法中的影像特征点匹配问题，可采用改进的特征检测器，增强对光照变化、遮挡及纹理稀疏区域的适应性，减少误匹配点数量，提高特征点匹配的准确性。在姿态解算环节，将 IMU 惯性测量数据与 GPS/BDS 定位数据进行联合优化，通过卡尔曼滤波算法融合多源传感器信息，弥补卫星信号遮挡时的姿态估计不足，降低姿态解算误差。对于密集点云生成，可采用多视图立体匹配算法的改进版本，增加点云的密度与均匀性，减少因点云稀疏导致的地形细节丢失。

（二）作业流程标准化与质量控制

飞行参数设置应遵循统一标准，根据测区地形与精度要求，明确航高、旁向重叠度、航向重叠度、飞行速度等参数，避免因参数设置差异导致影像覆盖不完整或分辨率不足。影像采集规范需明确相机参数与曝光设置，确保影像清晰度与色彩一致性，减少因影像质量问题导致的特征点匹配失败。数据质量检查流程应包含影像质量检查、位置信息检查、重叠度检查。构建质量控制体系，采用检查点法进行数据校验，参考《无人机航摄测量规范》（GB/T 39600-2020）等国家标准开展成果验收，确保测绘成果符合工程要求。

（三）多源数据融合与应用场景拓展

UAV 数据与其他测绘数据的融合，需通过数据格式转换、时空同步、特征融合等方法实现。UAV 影像与 LiDAR 数据融合，利用 UAV 影像的高分辨率纹理信息增强 LiDAR 点云的可视化效果，同时用 LiDAR 的高精度高程数据纠正UAV 影像的几何误差，生成兼具高分辨率与高精度的三维点云。UAV 数据与卫星遥感数据融合，用卫星遥感的大范围覆盖特性弥补UAV 小范围作业的限制，用UAV 的高分辨率数据补充卫星遥感的低分辨率不足，实现“大范围- 高精度”的协同监测。

结语

本文通过对 UAV 技术在测绘工程中的优势、场景及策略研究，明确了其高机动性、高精度及复杂环境适应性是提升测绘效率与精度的核心支撑，其在地形测绘、地籍房产及应急监测等场景的应用，为国土、水利、应急等领域提供了高质量地理数据。与前人研究相比，本文更系统地探讨了 UAV 测绘的优化路径，提出了算法优化、流程标准化及多源融合等具体策略，为测绘工程实践提供了可操作的指导，有助于提升 UAV 测绘的精度与效率，支撑新型基础测绘体系的构建。

参考文献：

[1] 刘付勇 , 徐铭君 , 杨宝鑫 . 无人机技术在测绘工程中的应用研究 [J].技术与市场 ,2025,32(06):50-53.

[2] 李因国 . 无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用 [J]. 信息记录材料 ,2025,26(06):198-200.

[3] 毛黎明 . 现代地理信息技术在智慧城市测绘工程中的应用 [J]. 中国信息界 ,2025,(05):17-19.