无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用

引言：地形图是描绘地表自然和人文地理要素的重要工具，在国土资源管理、城乡规划、工程建设等诸多领域发挥着关键作用，传统的地形图测绘主要依靠人工野外作业和航空摄影两种方式，存在工作强度大、周期长、成本高等问题，近年来，以四轴多旋翼无人机为代表的航空摄影测量技术迅速发展，为地形图测绘提供了一种高效、经济的新手段。2020 年11月，国务院印发的《关于加快推进地理信息产业高质量发展的意见》明确提出，加快推进以无人机、北斗卫星导航为重点的高新测绘技术应用，提升测绘数据获取能力，这为无人机航测在地形图测绘中的应用指明了发展方向，本文将系统阐述无人机航空摄影测量技术在地形图测绘中的应用，为相关从业者提供参考。

1. 合理规划航线，优化飞行控制参数

无人机航空摄影测量中，科学合理地规划飞行航线是保证测绘质量和效率的关键，针对不同测区地形特点、测绘精度要求以及无人机性能参数，需要设计最优航线走向和飞行高度。一般采用平行航线布置方式，通过控制航向重叠度和旁向重叠度，确保相邻航带影像之间有足够的公共区域，满足空三加密和影像匹配的需要，同时，还要充分考虑地形起伏变化对航高和影像分辨率的影响。在山区等复杂地形条件下，应根据实际地形高差，采取分区变高或者倾斜摄影等措施，避免出现严重的遮挡盲区和分辨率差异[1]。对于高大建筑林立的城区，则需要提高航高和旁向重叠度，获取侧面纹理信息，保证后续三维模型的精度。航线规划还需充分考虑飞行安全和效率因素。合理设置起降点位置，尽量避开高压线、通讯塔等障碍物，并预留足够的缓冲空间，结合无人机载荷能力和续航时间，适当增加航线长度，减少起降次数，提高作业效率，必要时可规划多架次飞行，通过数据拼接获得完整测区影像。

2. 采用多视角、多重叠度的航摄方案，提高测量精度

传统航空摄影测量大多采用单视角垂直拍摄方式，虽然操作简单，但是容易在高差变化较大区域出现遮挡，影响自动匹配和三维建模精度，无人机灵活的机动性为采集多视角影像提供了可能，通过合理设置航摄角度和重叠度，可获取地物全方位纹理信息，大幅提升空三加密精度和模型细节表达。常见的多视角拍摄方式有交叉飞行和环绕飞行两种，交叉飞行通过在目标区域设置正交的航线，从不同角度对同一目标成像，特别适合于高大建筑物的三维重建；环绕飞行则以目标物为中心，沿圆周或多边形轨迹飞行，多用于文物古迹等特殊目标的精细建模，为了控制测区内影像分辨率的一致性，环绕飞行要求无人机与目标保持等距，需要精确的航线控制能力。

3. 加强地面控制点布设，确保测量成果精度

尽管无人机搭载了高精度的 GPS/IMU 组合导航系统，但是在没有地面基准的情况下，难以达到厘米级的绝对定位精度，为了进一步提高无人机航测的精度，控制测量误差在规范范围内，需要在测区内布设一定数量的地面控制点，参与空中加密平差计算，修正系统误差。地面控制点一般选在地物特征明显、影像清晰、视野开阔的位置。根据测区面积大小和地形复杂程度，均匀布设若干个控制点[2]。平坦开阔地区可适当降低控制点密度，山区和城区等环境复杂区域则需要加密布点，常规的 1:500、1:1000 比例尺测绘项目中，平均每平方公里布设 4～5 个控制点，控制点测量应在航摄前利用 RTK 或全站仪等高精度测量设备进行，测量过程需严格按照规范进行，并做好记录，每个控制点应至少观测两个回合，各回合独立测定一次，两次取平均值作为最终坐标，对于高程控制点，应尽量布设在高程变化小的区域，避免由于高程突变引起的误差，必要时可利用水准仪进行加密。

4. 综合利用多源数据，提高建模效率和质量

无人机航空摄影测量的核心是通过多视影像重建地物的三维模型，传统的建模方法主要依赖逐对影像匹配得到空中加密点云，精度和效率都难以满足日益提高的应用需求，综合利用来自不同传感器、不同平台的多源数据进行联合平差，可进一步挖掘几何信息，实现测绘建模能力的提升。在城市环境下，车载移动测量系统可获取道路两侧建筑物高清纹理影像，弥补航空影像在建筑立面纹理表达方面的不足，将移动测量与无人机航测联合平差，可显著改善三维模型的视觉效果，倾斜摄影相机可一次性采集多个方向影像，直接获取建筑侧面信息，配合 smart3D 等建模软件可快速实现城市白模自动化重建[3]。除了融合不同传感器数据外，还应重视不同时相数据的有机结合。地理信息具有明显的时变特性，利用多时相的测绘数据进行变化检测分析，可揭示城乡用地、植被覆盖等的动态演变规律，无人机平台响应迅速、获取数据周期短，非常适合开展变化检测工作，将不同时期的无人机航测数据与高分辨率遥感影像进行配准，可实现“大范围+高频次”的地物动态监测。在灾害应急测绘中，综合利用灾前高分影像、灾中无人机影像、灾后雷达数据，可快速评估灾情，指导抢险救援

结束语：无人机航空摄影测量以其机动灵活、获取数据周期短、分辨率高等优势，已成为地形图测绘中的重要技术手段，合理应用无人机低空航摄，可显著提高测绘效率，降低作业成本，对于小面积、高频次测绘具有明显优势。未来，随着无人机平台性能提升、法规政策完善以及数据处理技术进步，无人机航空摄影测量将在地形图测绘领域得到更加广泛深入的应用，为自然资源管理和经济建设提供更加高效优质的测绘保障。

参考文献：

[1] 陈婷婷,张慧容.地形图测绘中无人机航空摄影测量技术的应用研究[J].张江科技评论,2025,(02):129-131.

[2] 操振作.无人机航空摄影测量技术在地形图测绘中的应用研究[J].房地产世界,2024,(21):164-166.

[3] 邓绍波.地形图测绘中无人机航空摄影测量技术的应用[J].科技资讯,2024,22(21):24-26.