一、引言

测绘技术作为地理信息获取与分析的关键手段，在城市建设、资源管理、环境保护等众多领域发挥着重要作用。随着科技的飞速发展，无人机测绘技术凭借其高效、灵活、成本低等优势，逐渐成为现代测绘领域的重要力量。本文旨在深入探讨无人机测绘技术在城市地形测绘中的应用，并对其精度进行详细分析。

二、无人机测绘技术原理与特点

（一）技术原理

无人机搭载高分辨率相机、激光雷达等传感器，按照预设的飞行航线在目标区域上空飞行，获取大量的影像数据和点云数据。通过对这些数据的处理，利用摄影测量和三维重建技术，生成高精度的数字正射影像（DOM）、数字高程模型（DEM）和三维模型等测绘成果。

（二）特点

1.高效性：

能快速完成大面积区域的测绘任务，相比传统测绘方式，大大缩短了作业周期。例如，在某中等规模城市区域的地形测绘中，传统测绘方式可能需要数月时间，而无人机测绘仅需数周即可完成数据采集。

2.灵活性：

可适应复杂地形和环境条件，如城市中的高楼林立区域、山区等，能够到达传统测绘设备难以抵达的地方。

3.成本低：

无需大型测绘设备和大量人力投入，降低了测绘成本，尤其适用于预算有限的项目。

三、无人机测绘在城市地形测绘中的应用案例

（一）案例背景

某城市进行新一轮的城市规划和建设，需要对城市核心区域进行高精度的地形测绘，为后续的基础设施建设、交通规划等提供数据支持。由于该区域建筑密集、地形复杂，传统测绘方法实施难度较大，因此选择采用无人机测绘技术。

（二）应用过程

1.前期准备：

收集该区域的基础地理信息数据，包括已有地形图、卫星影像等，确定测绘范围和精度要求。根据地形和天气条件，规划无人机飞行航线，确保能够全面覆盖目标区域且获取高质量的数据。同时，对无人机及搭载的传感器进行调试和校准。

2.数据采集：

使用多旋翼无人机搭载高精度数码相机，在天气晴朗、风力较小的条件下进行飞行测绘。飞行高度设定为120米，按照预先规划的航线以网格状方式进行飞行，保证影像之间有足够的重叠度。

3.数据处理：

将采集到的影像数据导入专业的摄影测量软件（如ContextCapture）进行处理。首先进行影像的预处理，包括畸变校正、去噪等；然后通过特征点匹配和立体像对构建，生成密集点云；接着利用点云数据生成DEM和DOM，并进行精度检查和修正。

4.成果应用：

将生成的高精度DEM和DOM提供给城市规划部门，用于分析地形起伏、坡度坡向等信息，为道路选线、建筑物布局等提供科学依据。同时，基于三维模型进行城市景观的可视化展示，帮助决策者直观了解城市现状和规划效果。

四、无人机测绘精度分析

（一）精度评估指标

1.平面精度：

通过检查测绘成果中地物点的平面坐标与已知控制点坐标的差值，计算平面中误差，以衡量平面位置的准确性。

2.高程精度：

对比测绘成果中地形点的高程值与已知水准点高程，计算高程中误差，评估高程测量的精度。

（二）影响精度的因素

1.无人机飞行稳定性：

飞行过程中的震动、姿态变化等会影响影像采集的质量，进而影响测绘精度。例如，若无人机在飞行时出现较大的晃动，可能导致影像模糊，使特征点匹配出现偏差。

2.传感器精度：

相机的分辨率、镜头畸变等因素会直接影响影像的质量和测量精度。高分辨率相机能够获取更详细的地物信息，降低测量误差。

3.数据处理算法：

不同的数据处理算法对测绘精度有显著影响。先进的算法能够更准确地进行特征提取、匹配和三维重建，提高成果精度。

（三）精度验证结果

通过在测区内均匀分布的多个已知控制点对无人机测绘成果进行精度验证，结果表明：平面精度达到±5cm，高程精度达到±8cm，满足城市地形测绘的精度要求。

五、结论

无人机测绘技术在城市地形测绘中具有显著的优势和广阔的应用前景，能够高效、准确地获取地形信息，为城市规划、建设和管理提供有力的数据支持。通过合理规划飞行航线、选择高精度传感器和优化数据处理算法，可以进一步提高无人机测绘的精度和可靠性。随着技术的不断发展，相信无人机测绘将在更多领域发挥更大的作用。

来源：聚知地信微信公众号