本书全面阐述了无人机测绘的基础理论知识和基本作业方法，涵盖了各主要无人机测绘技术从内业到外业的所有作业流程，主要内容包括测绘无人机系统组成、无人机飞行原理基础知识、无人机航空摄影数据获取、无人机影像控制点布设与测量、无人机影像空中三角测量、无人机影像立体匹配与生成、无人机正射影像图制作、无人机倾斜摄影三维建模、影像多视密集匹配、表面模型格网构建、无人机影像外业调绘和补测、无人机影像数字线划图采集与编辑等。

第 1 章 绪论

1.1 测绘无人机系统的概念

1.1.1 无人机与无人机系统

1.1.2 无人机的常用分类

1.1.3 无人机测绘的概念

1.2 无人机测绘的特点

1.2.1 与传统地面测绘相比的特点

1.2.2 与其他遥感手段相比的特点

1.3 无人机测绘产品

1.3.1 数字表面模型

1.3.2 数字正射影像图

1.3.3 数字线划地图

1.3.4 数字三维模型

1.4 无人机测绘生产常用的软件

1.5 无人机测绘岗位技能

1.6 无人机测绘相关法律法规

1.7 无人机测绘的应用

技能训练题

第 2 章 测绘无人机系统组成

2.1 飞行平台

2.1.1 固定翼平台

2.1.2 直升机平台

2.1.3 多旋翼平台

2.1.4 复合翼平台

2.2 飞行控制单元

2.3 遥感测绘载荷

2.3.1 可见光相机

2.3.2 倾斜摄影相机

2.3.3 高光谱相机

2.3.4 红外热成像相机

2.3.5 激光雷达

2.3.6 合成孔径雷达

2.4 动力单元

2.4.1 螺旋桨

2.4.2 电机

2.4.3 电子调速器

2.4.4 动力电池

2.5 数据链

2.6 地面站

2.7 发射与回收装置

技能训练题

第 3 章 无人机飞行原理基础知识

3.1 空气动力学基本原理

3.1.1 相对性原理

3.1.2 连续性原理

3.1.3 伯努利定律

3.2 翼型

3.2.1 翼型的定义及组成

3.2.2 翼型的表示与分类

3.3 升力产生的原因

3.3.1 伯努利原理

3.3.2 牛顿运动定理

3.3.3 康达效应

3.4 升力的计算、失速与增升方法

3.4.1 升力公式

3.4.2 失速

3.4.3 增升方法

3.5 飞机的阻力和减阻方法

3.6 无人机控制原理

3.6.1 无人机的姿态运动

3.6.2 固定翼无人机的运动控制

3.6.3 直升机的控制原理

3.6.4 多旋翼无人机的控制原理

技能训练题

第 4 章 无人机航空摄影数据获取

4.1 相机的基本知识

4.1.1 镜头

4.1.2 光圈

4.1.3 快门

4.1.4 图像传感器

4.1.5 曝光三要素

4.2 无人机航空摄影的基本概念

4.2.1 垂直摄影与倾斜摄影

4.2.2 航高

4.2.3 影像地面分辨率

4.2.4 影像像幅与地面幅宽

4.2.5 航线与影像重叠

4.3 无人机航空摄影设计与计算

4.3.1 测区范围确定

4.3.2 航摄分区与基准高程计算

4.3.3 航高的计算

4.3.4 影像重叠度设计

4.3.5 摄影基线与航线间距的计算

4.3.6 航线数与航摄影像数计算

4.3.7 像移对飞行速度的约束

4.3.8 相机最短曝光间隔对飞行速度的约束

4.3.9 典型无人机航摄任务计算例

4.4 实用的特殊航线的设计方法

4.4.1 构架航线设计

4.4.2 变高航线设计

4.4.3 仿地飞行航线设计

4.4.4 交叉环绕倾斜摄影航线设计

4.4.5 其他仿面航线设计模式

4.5 无人机航空摄影航线设计考虑因素

4.5.1 测区形状因素

4.5.2 光照因素

4.5.3 无人机平台性能因素

4.5.4 气象因素

4.5.5 安全因素

4.6 无人机航摄飞行流程

4.7 无人机航空摄影成果质量检查与验收

4.7.1 无人机航空摄影质量检查

4.7.2 无人机航空摄影飞行质量检查

4.7.3 摄区边界覆盖检查

4.8 无人机航摄成果验收

4.8.1 验收程序

4.8.2 验收报告

4.9 实践：无人机测绘任务规划与数据获取

技能训练题

第 5 章 无人机影像控制点布设与测量

5.1 影像控制点的概念

5.1.1 影像控制点的定义

5.1.2 影像控制点的作用

5.1.3 影像控制点的分类

5.2 无人机影像控制点布设原则

5.2.1 全局控制

5.2.2 分布均匀

5.2.3 密度适中

5.2.4 避免共线

5.3 无人机影像控制点选点原则

5.3.1 地面固定、常年不变

5.3.2 清晰可辨、定位准确

5.3.3 对空开阔、便于测量

5.3.4 多片共用、不靠边缘

5.4 影像控制点的测量

5.4.1 测量精度要求

5.4.2 RTK 测量基本原理

5.4.3 RTK 测量模式

5.4.4 影像控制点施测

5.5 影像控制点测量成果整理

5.5.1 影像控制点分布略图

5.5.2 影像控制点信息表

5.5.3 影像控制点坐标成果

5.5.4 控制点坐标数据文件

5.6 影像控制点测量成果检查

技能训练题

第 6 章 无人机影像空中三角测量

6.1 空中三角测量问题分析

6.2 区域网光束法平差

6.3 空中三角测量作业流程

6.4 实践：空中三角测量作业

6.4.1 Metashape 空中三角测量

6.4.2 PIX4Dmapper 软件空中三角测量

技能训练题

第 7 章 无人机影像立体匹配与 DSM 生成

7.1 立体匹配的概念

7.2 立体匹配挑战问题

7.3 立体匹配代价函数

7.4 核线纠正

7.5 立体视差与深度计算

7.6 立体匹配的基本流程

7.6.1 代价计算

7.6.2 代价聚合

7.6.3 视差计算

7.6.4 视差优化

7.7 DEM 编辑

7.8 DEM 质量检查

7.9 实践：无人机影像 DSM 生产

7.9.1 Metashape DSM 生产

7.9.2 PixDmapper DSM 生产

技能训练题

第 8 章 无人机正射影像图制作

8.1 无人机影像 DOM 制作流程

8.2 正射纠正

8.3 匀光匀色

8.3.1 人工匀色方法

8.3.2 实践：Photoshop 对无人机影像的批量匀色

8.4 镶嵌线选取

8.4.1 镶嵌线选取原则

8.4.2 镶嵌线自动生成原理

8.5 镶嵌线融合

8.6 无人机正射影像图质量要求

8.7 正射影像质量检查

8.8 实践：无人机正射影像图生成

8.8.1 Metashape 生成正射影像及成果导出

8.8.2 PIX4Dmapper 编辑正射影像

技能训练题

第 9 章 无人机倾斜摄影三维建模

9.1 无人机倾斜摄影三维建模步骤流程

9.2 影像多视密集匹配

9.3 表面模型格网构建

9.4 纹理映射

9.4.1 纹理映射的原理

9.4.2 纹理映射的步骤

9.5 无人机倾斜摄影三维建模质量检查

9.6 实践：无人机倾斜摄影三维建模生产

9.6.1 数据检查与预处理

9.6.2 建立工程

9.6.3 空中三角测量

9.6.4 模型重建

9.6.5 数据集群处理

9.6.6 模型精修及单体化处理

技能训练题

参考文献