测绘工程中特殊地形的测绘技术方案

引言：测绘工程是现代城市规划更新、土地利用、工程建设选址等的重要依据，近年来，随着遥感、激光扫描、无人机等新技术应用，提高了特殊地形测绘的精度、效率和安全性。但特殊地形测绘在控制点布设、测量盲区和精度、安全和工期成本等存在痛点。本文将根据特殊地形测绘特点与难点，探讨适用的测绘技术方案，为广大的测绘工作者提供参考。

1 特殊地形的类型及测绘挑战

1.1 山区陡坡地形测绘难点

山区陡坡地形是工程测绘中最常见的特殊地形之一，其特点是地形起伏变化大、坡度陡、植被覆盖率高。在山区测绘中，控制点布设面临诸多问题，山区高差变化大以及植被覆盖导致传统导线或三角网控制点难以保证通视条件，山体阻挡大大降低 GNSS 卫星定位精度，特别在狭窄山谷或密林区域常需增设大量辅助控制点，导致工作量和成本的增加。同时山区特有地形比如陡崖、陡坎、凹崖等地貌使传统地面测量方法难以到达，产生大量测量盲区，传统航测对陡坡侧面信息采集不足导致三维重建出现“数据洞”。此外，测绘人员在数据采集过程中，面临滑坡、落石等自然灾害风险，加之设备运输困难、野外作业环境艰苦，大大增加了安全风险和工作强度。

1.2 湿地沼泽地形测绘难点

湿地沼泽地形以水位高、土壤松软、植被茂密为特点，测绘难度极大且危险系数高。沼泽地区土壤含水量高，地面承载力低导致常规测量仪器难以稳定架设，人员行进困难，使传统测量方法效率极低，加之水位变化引起地形动态变化增加了测绘复杂性和精度不确定性。湿地与陆地、水体交界区域常常形成宽广的过渡带，界线模糊难以准确判定，季节性水位变化更导致湿地范围不断变化，需通过多时相观测才能确定其真实边界。此外，湿地区域植被茂密多样，芦苇、水草等高大植被严重影响地形测量，特别在光学遥感测绘中难以穿透植被获取真实地面信息，需进行额外的植被过滤和地面点提取处理，大大增加了数据处理工作量和技术难度。

1.3 喀斯特地貌测绘难点

喀斯特地貌以是地下水与地表水对可溶性岩石溶蚀与沉淀，侵蚀与沉积，以及重力崩塌、坍塌、堆积等作用形成的地貌，包括溶洞、落水洞、天坑、峰丛等复杂地形，常规测绘难度巨大。喀斯特地区地表和地下空间结构高度复杂，常规测绘方式难以表达其真实地形形态，地下溶洞、暗河等隐蔽性地形特征点无法通过常规手段获取，必须采用特殊探测技术。同时，喀斯特区域地表形态复杂，植被遮挡严重、地下结构隐蔽、通视条件差，地形变化频繁，对测量地形点密度、分布要求极高，传统测绘方法不仅工作量巨大，还难以完整反映地形细节特征。此外，喀斯特地区存在有突发性塌陷和落石风险，地下暗河水文条件复杂多变，洞穴内光线不足、空气流通差，给测量人员带来极大安全隐患，增加了测绘工作的危险性和难度。

2 特殊地形的测绘技术方案

2.1 无人机测绘技术

无人机遥感测绘技术凭借机动灵活、成本适中、操作简便等优势，成为特殊地形测绘的重要技术手段。针对不同地形特点，已发展出多种解决方案：固定翼、多旋翼无人机倾斜摄影测量通过搭载多镜头相机系统和激光雷达，同步获取垂直和倾斜方向的全方位影像和地形点数据，特别适合山区陡坡等垂直特征显著的地形。通常采用定高飞行，其航高通常设置为80～120 米，航向重叠度 80% 以上，旁向重叠度 70% 以上，必要时可采用构架航线设计和仿地飞行。能有效获取陡坡侧面信息，减少测量盲区；固定翼无人机凭借航程长、作业面积大的优势，适合湿地、草原等开阔区域的大范围测绘，比如光伏项目。结合 RTK/PPK 技术，可以大幅减少控制点布设，提高工作效率；垂直起降固定翼无人机（VTOL）结合了多旋翼起降便捷和固定翼续航能力强的优势，特别适合起降条件受限的山区、峡谷测绘，单次续航时间可达 1~1.5 个小时，采用高精度相机与轻型激光雷达结合的方式，能同时获取地形和影像数据。在实际应用中，如某山区公路选线、河湖划界采用无人机搭载倾斜摄影模块，单日完成 15 公里带状数据采集（1:1000 比例尺），效率提高 5 倍以上，成功解决了传统方法难以克服的陡坡测量盲区问题。

2.2 三维激光扫描测绘技术

三维激光扫描技术通过发射激光并接收反射信号直接获取目标三维坐标信息，是特殊地形高精度测量的重要手段。地面三维激光扫描仪采用多站扫描与拼接获取高精度点云，特别适合洞穴、峡谷等封闭或半封闭地形测绘，其技术流程包括站点规划、控制点布设、全景点云采集、点云配准、数据滤波和建模成图，在溶洞测绘中已实现毫米级精度。车载/背包移动激光扫描系统集成激光扫描仪、惯导系统和 GNSS 接收机，实现边走边扫描，适合山地道路等线状地形快速测绘，每小时可采集数公里数据，点云密度可达上千点/平方米，作业灵活且全天候，背包式系统尤其适合湿地、山林等难以进入区域。机载激光雷达系统具有强大植被穿透能力，特别适合森林覆盖区和湿地测绘，每平方米可获取数十至数百个点，垂直精度可达 10～ 15 厘米，满足目前绝大多数现行规范对地形精度要求。通过点云分类、地面点提取、DEM 生成和地形特征提取等流程，形成测区原始地形图。为城市建设规划、更新、电力、道路选线、水电建设提供基础数据。

2.3 多技术集成与数据融合方案

面对复杂多变的特殊地形，单一技术难以满足测绘需求，需多种技术集成和数据融合才能获取完整准确的地形信息。“天空地”一体化测绘方案结合卫星遥感、无人机航测和地面测量技术，实现多尺度测绘，其中“天”利用卫星获取大范围地形概况，“空”利用无人机获取中尺度高精度数据，“地”利用激光扫描或 GNSS-RTK 获取关键部位细节，已在山区滑坡监测中实现从区域地质背景到厘米级形变监测的全方位数据获取。光学影像与激光点云融合技术通过坐标系统校准、几何匹配、纹理映射、语义分割和三维重建等步骤，实现色彩丰富的光学影像与几何精确的点云数据优势互补，已在山区、峡谷地形测绘中成功构建高精度且真实纹理的三维模型。多平台数据协同处理技术通过数据标准化、多尺度融合、时空一致性检验和全流程质量控制，解决了精度不一致、时相不一致、数据冗余和计算效率等难题，为特殊地形测绘提供了高效可靠的数据处理方案。

2.4 特殊地形应急测绘技术方案

四川是我国地质灾害最为频繁的省份之一，在发生滑坡、泥石流等突发事件中，特殊地形应急测绘要求高时效性，需采用专门技术方案。快速响应无人机集群测绘利用 3～5 架无人机同时作业，通过自动分区规划、实时数据回传和云计算平台处理，可在 30 分钟内完成部署，并实现小时级应急地形图生成，特别适合灾后大范围快速测绘。车载移动测绘系统集成全景相机、激光扫描仪和导航系统，仅需 5 分钟完成校准，采集完成后 2~3小时内完成初步成图，适合山区道路、堤坝等线状地形的紧急测绘。对于交通中断难以到达的区域，卫星遥感应急测绘通过优先调度高分辨率光学和雷达卫星，采用简化处理流程，可在 4～12 小时内获取灾区影像，快速实现变化检测和三维重建，并通过云平台向救援部门分发成果，为灾害应急决策提供重要基础数据支持。

结语：特殊地形测绘是测绘工程的重要难题之一，现代测绘技术为其提供了多种有效的技术方案供项目负责人选择。项目实施前，项目负责人需根据测区具体地形特点、安全性和经济性因素考虑选择合适技术方案进行技术设计，必要时可综合应用多种测绘手段相结合。选择最优方案，为客户提供合格测绘产品奠定坚实基础。

参考文献：

[1]吴上.测绘技术在特殊地形测绘工程中的应用[J].工程技术研究，2025，10(10):217-219.

[2]覃永兵.特殊地形测绘工程中的测绘技术[J].低碳世界，2025，15(05):46-48.

[3]戴骏睿.测绘工程中特殊地形的测绘技术研究[J].工程技术研究，2024，9(24):212-214.