一、无人机航测技术在大型工程地形测绘中的精度影响因素与优化路径

大型工程地形测绘对精度要求严苛，以公路工程为例，高程误差需控制在±0.15m内，平面位置中误差需≤0.2m，无人机航测精度受环境、设备、操作多因素影响，需针对性优化。

1.1核心精度影响因素

一是环境干扰，大型工程途经复杂区域，不同地形对航测精度影响差异显著，具体数据如下表所示。

二是设备与操作偏差，无人机GPS定位精度不足，信号受遮挡时定位误差可达1-3m，导致航点偏移；相机焦距校准不当、影像畸变未修正，使影像边缘点位误差增加0.15-0.3m。

三是数据处理疏漏，空中三角测量时控制点布设密度不足，复杂地形每平方公里仅3-5个，远低于规范的8-10个，导致模型解算误差；点云滤波不彻底，生成的DEM与实际地形偏差达0.25-0.6m；影像拼接未处理色彩差异，拼接缝明显，局部测绘精度下降15%-25%。

1.2精度优化关键路径

以某山区高速公路测绘项目为例，前期采用常规航测，高程误差均值0.42m，平面精度误差均值0.55m，不满足工程要求。通过以下优化路径精度显著提升：

一是航线规划与环境适配，根据地形定制航线。山地采用“环绕仿地”航线，飞行高度随地形调整，航向重叠度提至85%，旁向重叠度提至65%，确保影像拼接连续；河谷选晴天9:00-15:00无风时段作业，启用相机抗雾模式；平坦区域提前布设彩色靶标作控制点，每平方公里12个，提升平面精度。

二是设备校准与操作规范，作业前全面校准设备。无人机GPS采用“RTK+PPK”双定位模式，RTK实时修正偏差，定位误差控制在0.05m内；PPK事后补正信号遮挡数据，降低误差；相机校准内方位元素，消除镜头畸变，影像边缘点位误差控制在0.08m内；操作严格按航线飞行，避免手动调航点致重叠度不足。

三是数据处理精细化，优化空中三角测量流程。复杂地形加密地面控制点，用高精度全站仪测量，误差≤0.02m作解算基准；点云处理采用“多算法融合滤波”，剔除杂草等点云，DEM与实际地形偏差控制在0.1m内；影像拼接前色彩均衡处理，确保地形纹理连续，提升DEM与DOM精度。经优化，该项目航测高程误差均值降至0.12m，平面精度误差均值降至0.18m，满足工程规范要求。

二、无人机航测技术在大型工程地形测绘中的效率制约因素与提升措施

大型工程测绘范围广，如某水利工程测绘面积达150平方公里，传统无人机航测流程繁琐、单机作业周期长，需从设备、流程、协同多维度提升效率。

2.1核心效率制约因素

一是设备适配性不足，小型消费级无人机续航短（单次飞行不足30分钟），在150平方公里的水利工程测绘中，需频繁起降换电，每天仅能完成8-10平方公里的测绘任务，作业中断频繁；单一传感器（如仅搭载可见光相机）无法满足多需求（如需同时获取高程与纹理数据），需分两次往返作业，额外增加2-3天工期；复杂地形（如陡坡）无人机起降场地难找，平均每寻找一个合适起降点需耗时1-1.5小时，延误作业时间。

二是流程繁琐耗时，作业前设备检查、航线规划需人工操作（如手动输入航点），单次耗时1.5-2小时；数据处理依赖人工干预（如手动筛选控制点、调整滤波参数），单批次20平方公里的数据处理需6-8小时；成果输出格式需人工转换（如从点云数据转换为CAD地形图纸），适配工程设计软件效率低，单次转换需2-3小时。

三是单机作业局限，150平方公里的水利工程单机作业需15-20天完成，若遇恶劣天气（如突发降雨），前期已完成的5-8平方公里数据作废需重新航测，额外增加3-5天工期；复杂地形单机难以覆盖所有区域（如深谷底部信号弱），需分3-4个区域多次作业，周期延长5-7天。

2.2效率提升实践措施

针对上述水利工程测绘效率问题，通过以下措施改进后，作业效率大幅提升：

一是设备选型与适配优化，根据工程需求选用专业级航测无人机：选用长续航机型（单次飞行45分钟），配备可拆卸电池，换电时间控制在4分钟内，每天可完成18-22平方公里的测绘任务；复杂地形作业选用垂直起降无人机，无需专用起降场地，适应陡坡、狭窄区域，寻找起降点时间缩短至15-20分钟；搭载多传感器（可见光相机+激光雷达），一次飞行同时获取影像与点云数据，避免重复作业，减少2-3天工期。

二是流程自动化与简化，引入智能化作业系统：作业前，通过软件自动导入工程边界坐标，生成优化航线（自动避障、计算最佳重叠度），规划时间缩至25分钟内；数据处理采用自动化软件，实现“空中三角测量-点云滤波-DEM/DOM生成”全流程自动运行，人工仅处理异常数据（如模糊影像），单批次20平方公里数据处理时间缩至3小时，效率提升50%；成果输出支持多格式自动转换（如直接导出CAD、BIM兼容格式），无需人工二次处理，节省2-3小时。

三是多机协同与应急保障，大范围工程采用多机协同作业。将150平方公里水利工程划分为5个作业区域，每台无人机负责30平方公里独立区域，通过云端系统同步航测进度，避免区域重叠或遗漏，5台无人机协同作业，5-6天即可完成全部测绘任务。同时，配备2台备用无人机与10块备用电池，若设备故障，备用机立即补位，确保作业连续。此外，恶劣天气来临前，通过气象预警提前规划作业批次，优先完成20平方公里关键区域航测，避免数据作废，减少返工工期。经改进，该水利工程测绘总工期从15-20天缩短至5-6天，效率显著提升。

三、结论

无人机航测技术用于大型工程地形测绘，需“精度优化+效率提升”双轮驱动。实践显示，通过航线规划适配地形等可提航测精度。未来，需融合新技术，优化航测系统，向“全自动化、智能化”发展，为工程建设提供更高效精准测绘支撑，提升工程质量与效率。

参考文献：

[1]张胜,赵男,田超,等.无人机航测在矿山露天采场动态监测中的应用[J].中国金属通报,2025,(07):56-58.

[2]白永昕.无人机航测遥感技术在自然资源测绘项目中的应用研究[J].科技资讯,2025,23(13):192-194.

[3]宗瑜航.地形测绘中无人机航测技术运用探究[J].低碳世界,2025,15(05):49-51.