无人机在大比例尺地形图测绘中的应用中，借助其航拍能力和先进的测绘设备，能够大大提高了测绘效率和精度。通过无人机可以获取大范围、高分辨率的地形数据，为土地规划、城市建设和自然资源管理等领域提供了准确、及时的地理信息支持。无人机测绘不仅全面直观、灵活高效，而且成本相对较低，是测绘行业中的重要革新。此外，无人机的引入也推动了测绘技术的发展，为实现更广泛的测绘应用提供了新的可能性。

1. 无人机在大比例尺地形图测绘中的关键技术

1.1定位系统

在无人机测绘中，常见的定位系统包括全球卫星定位系统（GNSS）和惯性测量单元（IMU）。GNSS系统，如GPS、GLONASS等，可以提供无人机的位置信息，但其精度受到多种因素的影响，如遮挡、多径效应等。因此，在复杂环境下，单独使用GNSS定位可能存在误差累积的问题。

为了增强定位精度，通常会将GNSS与IMU进行组合，实现惯性导航系统（INS）。IMU可以感知无人机的加速度和角速度，通过积分计算无人机的运动轨迹，从而提供更准确的定位信息。同时，利用GNSS提供的绝对位置信息校正IMU的误差，进一步提高定位精度^[1]。

除了GNSS和IMU，还有其他辅助定位技术，如视觉定位、激光雷达等，可以结合使用，进一步提高无人机的定位精度和准确性。这些定位系统的合理配置和配准，对于无人机在大比例尺地形图测绘中的应用至关重要，它能够提供更加准确的地理信息数据。

1.2避障技术

无人机在例尺地形图测绘中的关键技术之一是避障技术，避障技术是指无人机在飞行过程中能够主动感知并避开障碍物的能力。

激光雷达（Lidar）：激光雷达是一种常用的传感器，通过发射激光束并接收反射回来的光来获取周围环境的距离和深度信息。激光雷达可以用于检测无人机周围的物体，并生成三维点云地图，以便无人机能够规划更加安全的路径。

超声波传感器：超声波传感器能够发送超声波脉冲并测量其返回时间，从而能够计算出与物体的距离有多远。通过多个超声波传感器配合使用，可以提供无人机周围障碍物的位置和距离信息，实现避障功能。

视觉传感器：视觉传感器可以使用摄像头或红外相机等设备来捕捉无人机周围的图像或热像图。通过分析这些图像，可以检测和识别障碍物，并做出相应的避障动作。

航迹规划算法：避障技术还需要结合有效的航迹规划算法，以确保无人机能够找到安全的路径绕过障碍物。航迹规划算法可以基于实时传感器数据和地图信息，计算出最佳的避障路径。

这些避障技术的结合应用可以有效提高无人机在例尺地形图测绘中的安全性和精确性。同时，随着各种技术的不断进步和创新，避障技术也在不断演化和发展，为无人机在各种复杂环境下的任务提供了更多可能性。

2. 无人机在大比例尺地形图测绘中的具体应用

2.1航线设计

在大比例尺地形图测绘中，无人机的航线设计是非常关键的一步。航线设计可以确保无人机能够在特定区域内高效地进行地形数据采集，并最大限度地覆盖目标区域。

区域选择：根据需要测绘的地理区域，确定无人机的起飞点和降落点，以及飞行区域的范围。同时还需要考虑地形复杂性、障碍物分布等因素，在确保安全的前提下选择合适的区域进行地形图测绘。

航路规划：根据区域的形状和大小，设计合理的航线规划，使无人机能够以最优的路径覆盖整个区域。通常可以采用倾斜拼接、网格扫描等方式来确保数据的全面性和连续性。

飞行参数设置：确定无人机的飞行速度、高度、重叠度等参数，以确保数据采集的准确性和质量。飞行速度和高度的选择需要综合考虑地形复杂程度、空气动力学特性等因素，并根据不同的测绘需求进行调整。

飞行路径优化：通过算法和软件工具对航线进行优化，可以最小化飞行距离和时间，并保证数据的覆盖率和重叠度。优化后的航线设计可以提高测绘效率和数据采集的一致性。

航线设计的合理性和准确性对于无人机在大比例尺地形图测绘中的应用至关重要。通过科学的航线设计，无人机能够高效、精确地完成地形数据采集任务，为后续的数据处理和分析提供可靠的基础^[2]。

2.2步测像控点

在大比例尺地形图测绘中，无人机的步测像控点是一种常见的应用方法。步测像控点主要是通过选择一些具有较好地面控制的特征点或标志物，如人工放置的地面控制点板或人工标志物等，作为无人机影像中的控制点。

地面控制点设置：根据测绘需求，确定需要设置多少个地面控制点以及它们的位置分布。这些地面控制点应当在地面上清晰可见，并且能够提供足够的几何信息。

地面控制点布设：根据确定的地面控制点数量和位置，使用GPS等定位工具在实地进行分布设计。通常需要精确测量各个控制点的经纬度、高程等信息，并记录在案。

无人机测绘：在飞行任务中，使无人机依次飞至各个已设置的地面控制点上空，并在每个地面控制点处拍摄相应的影像。这些影像将用于后续的几何校正和配准。

影像处理：通过对采集到的无人机影像进行几何校正和配准处理，将无人机影像与已知的地面控制点坐标建立联系。这样，就可以根据无人机影像中的特征点与已知地面控制点的对应关系，计算出整个测区的几何信息。

2.3空中三角测量精度

无人机在大比例尺地形图测绘中的应用中，空中三角测量是一种常见的测量方法，其可用于获取地面上各个点的坐标信息，空中三角测量的精度对于测绘结果的准确性和可靠性起着至关重要的作用。空中三角测量的精度受到多个因素的影响，包括无人机系统本身的精度、摄影测量的精度以及地面控制点的分布设计等。

无人机定位精度：定位系统的精度直接影响到无人机飞行过程中获取的图像数据的精度，高精度的定位系统可以提供准确的无人机位置和姿态信息，进而可以提高空中三角测量的精度。

摄影测量精度：摄影测量是通过对无人机拍摄的航空影像进行分析和处理来获取地面点的坐标信息，影像的分辨率、清晰度和畸变等因素都会对测量结果产生影响，使用高分辨率的相机和处理图像畸变的算法可以提高摄影测量的精度。

地面控制点布设：地面控制点是用于定位和校正测绘数据的参考点。布设合适数量和位置的地面控制点可以提高计算模型的准确性，控制点的精确测量和坐标确定也对空中三角测量的精度起着非常重要的作用^[3]。

大地基准的选择：对于大比例尺地形图测绘，选择适合的大地基准系统也是保证测绘精度的关键因素，合理选择和转换大地基准可以减小误差的累积，提高测绘结果的一致性和可比性。

结语

无人机的引入不仅提高了测绘的效率和精度，也能降低测绘成本，为各行业提供全面、准确、可靠的地理信息支持，此外，无人机还可以应对各种复杂地形、恶劣环境等挑战，其具备灵活性和适应性强的特点。相信随着无人机技术的不断进步和应用的不断拓展，无人机在地形图测绘中将发挥越来越重要的作用，为地理信息领域的发展做出更大的贡献。

参考文献

[1]闫令军,申小兵,季晓菲.无人机倾斜摄影技术在山区地区大比例尺地形图测绘中的应用研究[J].科技创新与应用,2023,13(26):180-183.                                   

[2]任亚龙.无人机倾斜摄影技术在大比例尺地形图测绘中的应用研究                [J].现代信息科技,2023,7(13):141-144.                                     

[3]代明,陈澎涛,郎鲁燕.无人机倾斜摄影在大比例尺地形图生产中的应用                [J].黑龙江科学,2023,14(10):131-133.