2025年測繪專業(yè)考研無人機測繪技術(shù)專項訓(xùn)練（附答案）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種無人機平臺通常更適合大范圍、長航時測繪任務(wù)？A.多旋翼無人機B.固定翼無人機C.氦氣飛艇D.懸掛式無人機2.攝影測量中，用于量測和檢校相機內(nèi)參數(shù)的地面控制點通常稱為？A.檢查點B.工作點C.基準(zhǔn)點D.地面控制點（GCP）3.LiDAR數(shù)據(jù)中，直接記錄每個激光脈沖返回時間信息的是？A.點云坐標(biāo)B.強度值C.脈沖編號D.距離測量值4.無人機影像空中三角測量的核心任務(wù)是？A.提取特征點B.生成點云C.計算影像外方位元素D.生成正射影像5.用于表達(dá)點云數(shù)據(jù)中表面走向方向性的特征通常是指？A.邊緣B.角點C.法向量D.點密度6.生成真實感度較高、紋理細(xì)節(jié)豐富的三維模型，最適合采用哪種攝影測量方法？A.光束法區(qū)域網(wǎng)平差B.激光掃描點云建模C.雙目立體視覺測距D.基于多視圖幾何的攝影測量7.在無人機攝影測量數(shù)據(jù)處理中，通常要求航向和旁向重疊度分別達(dá)到？A.60%、30%B.70%、40%C.80%、60%D.90%、70%8.無人機獲取的高分辨率影像制作成正射影像圖（DOM）的主要步驟不包括？A.空中三角測量B.相片匹配C.點云分類D.正射糾正9.評估無人機攝影測量成果平面精度最常用的指標(biāo)是？A.高程精度RMSEB.影像清晰度C.相對定向精度D.坐標(biāo)點平面位置中誤差10.下列哪項不屬于無人機測繪技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域？A.大地測量控制網(wǎng)建立B.基礎(chǔ)設(shè)施巡檢與維護(hù)C.城市三維實景建模D.災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)與評估二、填空題（每空1分，共15分）1.無人機通常由飛行平臺、______、任務(wù)載荷和地面控制系統(tǒng)四大部分組成。2.攝影測量中，用于連接相鄰像對的同名點幾何關(guān)系的約束條件是______。3.激光雷達(dá)（LiDAR）根據(jù)測量原理不同，主要分為______和相位式LiDAR。4.無人機攝影測量中，為了提高區(qū)域網(wǎng)平差精度，常采用______策略來布設(shè)地面控制點。5.點云數(shù)據(jù)處理中的“去噪”環(huán)節(jié)，主要目的是去除點云中的______和離群點。6.數(shù)字表面模型（DSM）表示的是地表上所有點的高程信息，而數(shù)字高程模型（DEM）通常只表示地面點的高程信息，兩者之間的區(qū)別在于是否包含______。7.無人機遙感影像的幾何畸變主要來源于______畸變和大氣折射畸變。8.評估無人機影像質(zhì)量，除了分辨率外，還關(guān)注影像的______、動態(tài)范圍和色彩保真度。9.在無人機飛行前進(jìn)行相機校準(zhǔn)，主要目的是精確獲取相機的______和畸變參數(shù)。10.無人機低空遙感數(shù)據(jù)與高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)相比，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在______和現(xiàn)勢性強方面。三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.無人機測繪技術(shù)（UAVMappingTechnology）2.高程分辨率（AltitudeResolution）3.GroundControlPoint(GCP)4.DigitalElevationModel(DEM)四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述無人機平臺選擇時需要考慮的主要因素。2.簡述無人機攝影測量空中三角測量的基本流程。3.簡述無人機激光雷達(dá)（LiDAR）數(shù)據(jù)點云分類的主要方法及其目的。4.簡述無人機正射影像圖（DOM）與數(shù)字表面模型（DSM）的主要區(qū)別和應(yīng)用差異。五、計算題（共10分）已知某無人機相機傳感器尺寸為畫幅寬度13.2mm，像元大小為3.45μm，在距離地面高度為300m處進(jìn)行垂直攝影，獲取影像地面分辨率（GSD）約為5cm。求該相機傳感器的畫幅寬度（以厘米為單位）。六、論述題（15分）結(jié)合無人機測繪技術(shù)的特點，論述其在城市三維建模中的應(yīng)用優(yōu)勢、面臨的主要挑戰(zhàn)以及可能的未來發(fā)展方向。試卷答案一、選擇題1.B解析：固定翼無人機具有續(xù)航時間長、載重能力較強、飛行穩(wěn)定性好等特點，更適合大范圍、長航時的測繪任務(wù)。2.D解析：地面控制點是用于量測和檢校相機內(nèi)外參數(shù)、連接不同影像像對的控制點，在無人機攝影測量中至關(guān)重要。3.D解析：LiDAR的核心原理是測量激光脈沖從發(fā)射到接收的時間差，從而計算距離。距離測量值直接反映了原始的脈沖返回時間信息。4.C解析：空中三角測量的核心在于通過解算每個影像的外方位元素（位置和姿態(tài)），從而實現(xiàn)影像之間的連接和三維空間重建的基礎(chǔ)。5.C解析：法向量是垂直于點云表面點的矢量，用于表達(dá)該點處表面的走向和方向性，是點云表面特征的重要描述。6.D解析：基于多視圖幾何的攝影測量（如StructurefromMotion,SfM）能夠融合大量影像信息，通過優(yōu)化計算生成細(xì)節(jié)豐富、真實感強的三維模型。7.C解析：為了保證影像匹配的可靠性和結(jié)果質(zhì)量，通常要求航向重疊度在80%左右，旁向重疊度在60%左右。8.C解析：點云分類是點云數(shù)據(jù)處理的一個環(huán)節(jié)，主要用于區(qū)分不同類別地物（如植被、建筑物、地面等），而制作DOM主要依賴空中三角測量、影像匹配和正射糾正。9.D解析：坐標(biāo)點平面位置中誤差是評價攝影測量成果（如DEM、DOM、三維模型）平面精度最常用的指標(biāo)之一，直接反映點位精度。10.A解析：無人機測繪技術(shù)可用于地形測繪、巡檢、三維建模、應(yīng)急響應(yīng)等，但大地測量控制網(wǎng)（特別是高精度基準(zhǔn)站網(wǎng)）的建立通常需要更高精度的測量儀器和方法，不是無人機測繪技術(shù)的直接應(yīng)用范疇。二、填空題1.遙感系統(tǒng)2.相對定向約束（或極線約束）3.脈沖式4.分區(qū)布設(shè)（或分塊布設(shè)）5.噪聲6.非地面點（或地物點、植被點）7.相機（或傳感器）8.信噪比9.內(nèi)參10.機動靈活、數(shù)據(jù)獲取快三、名詞解釋1.無人機測繪技術(shù)：利用無人機作為平臺，搭載遙感傳感器（如相機、LiDAR等），獲取地面或近地空間數(shù)據(jù)，并通過處理分析生成地形圖、三維模型、點云等測繪產(chǎn)品的綜合性技術(shù)。2.高程分辨率：指無人機測繪產(chǎn)品（如DSM、DEM）中能夠區(qū)分的最小高程差異。通常與飛行高度和傳感器性能有關(guān)，決定了產(chǎn)品在垂直方向上的精細(xì)程度。3.GroundControlPoint(GCP)：在無人機攝影測量任務(wù)中，布設(shè)在已知精確地理坐標(biāo)或工程坐標(biāo)的點，用于在數(shù)據(jù)處理過程中精確解算相機參數(shù)和進(jìn)行成果坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，是提高成果精度的關(guān)鍵。4.DigitalElevationModel(DEM)：表示地表上所有點（包括地面點和部分非地面點）高程信息的數(shù)字模型，通常以規(guī)則格網(wǎng)的形式存儲，是地形分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。四、簡答題1.無人機平臺選擇時需要考慮的主要因素包括：任務(wù)需求（如作業(yè)范圍、續(xù)航時間、載重能力）、空域條件（飛行限制、空域類型）、成本預(yù)算、操作維護(hù)便利性、環(huán)境適應(yīng)性（如抗風(fēng)能力）、安全性、法律法規(guī)要求等。2.無人機攝影測量空中三角測量的基本流程通常包括：獲取影像（保證重疊度、飛行參數(shù)設(shè)置）、空中三角測量網(wǎng)設(shè)計（分區(qū)、選點）、像控點布設(shè)與量測、影像預(yù)處理（輻射校正、幾何校正）、空三解算（采用光束法區(qū)域網(wǎng)平差等算法）、外方位元素檢查與結(jié)果輸出（用于后續(xù)成果生成）。3.無人機激光雷達(dá)（LiDAR）數(shù)據(jù)點云分類的主要方法包括：基于回波信號強度分類（如地面點強度通常較弱，植被點強度較高）、基于飛行速度/時間分類（地面點飛行時間最短，植被點次之）、基于點云密度分類（地面點密度通常較高）、基于迭代最近點（ICP）等算法進(jìn)行聚類分類。其目的是將雜亂的點云數(shù)據(jù)區(qū)分成不同的地物類別（如地面、植被、建筑物、水面等），以便進(jìn)行后續(xù)的派生產(chǎn)品生成（如DEM、數(shù)字表面模型、分類點云）和目標(biāo)提取。4.無人機正射影像圖（DOM）與數(shù)字表面模型（DSM）的主要區(qū)別在于包含的地物高度信息不同。DOM是去除了地面以上所有地物（如植被、建筑物）高度影響的正射影像，如同從無限遠(yuǎn)處拍攝的照片，只反映地表覆蓋情況。DSM則包含了所有地物（包括地面、植被冠層、建筑物頂部等）的高度信息，表現(xiàn)為影像上存在高低起伏。應(yīng)用差異在于：DOM適用于需要清晰反映地表覆蓋和地形地物的場景，如地圖編制、土地利用調(diào)查、規(guī)劃管理等；DSM適用于需要進(jìn)行地形分析、計算地表面積、體積、坡度坡向等場景，以及生成具有真實高度信息的數(shù)字表面模型。五、計算題解：1.畫幅寬度（mm）=傳感器尺寸（mm）×像素數(shù)量（像素）2.像素數(shù)量=畫幅寬度（mm）/像素大?。╩m/像素）3.GSD（m/像素）=飛行高度（m）/像素數(shù)量4.像素數(shù)量=飛行高度（m）/GSD（m/像素）5.畫幅寬度（mm）=（飛行高度（m）/GSD（m/像素））×像素大?。╩m/像素）6.代入數(shù)據(jù)：畫幅寬度（mm）=（300m/0.05m/像素）×3.45μm/像素7.注意單位換算：3.45μm/像素=0.00345mm/像素8.畫幅寬度（mm）=（300/0.05）×0.00345=6000×0.00345=20.7mm9.將結(jié)果轉(zhuǎn)換為厘米：20.7mm=2.07cm答：該相機傳感器的畫幅寬度約為2.07厘米。六、論述題無人機測繪技術(shù)以其機動靈活、數(shù)據(jù)獲取快速、分辨率高、成本相對較低等優(yōu)點，在城市三維建模中展現(xiàn)出顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。首先，無人機可近距離、低空飛行，克服了高空衛(wèi)星觀測的分辨率限制和城市建筑物遮擋問題，能夠獲取極高分辨率（厘米級）的影像和點云數(shù)據(jù)，為城市精細(xì)化管理提供基礎(chǔ)。其次，其飛行成本相對較低，操作靈活，可以根據(jù)實際需求快速調(diào)整飛行航線、高度和平臺，適應(yīng)城市復(fù)雜地形的測繪需求，尤其適合建筑物密集區(qū)、狹窄街道、臨時性場景的建模。再次，無人機數(shù)據(jù)（影像、點云）可直接用于生成高精度的數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字表面模型（DSM）、正射影像圖（DOM）以及城市三維實景模型，為城市規(guī)劃、市政設(shè)施管理、應(yīng)急響應(yīng)、歷史文化保護(hù)等方面提供直觀、精確的數(shù)據(jù)支持。然而，無人機測繪技術(shù)在城市三維建模應(yīng)用中也面臨諸多挑戰(zhàn)。一是數(shù)據(jù)獲取的效率受空域管理政策和法規(guī)的嚴(yán)格限制，飛行申請流程可能較長，作業(yè)時間窗口受限。二是單架無人機平臺的續(xù)航時間和載重能力有限，對于超高層建筑或大范圍城市區(qū)域的測繪，需要多架無人機協(xié)同作業(yè)或分批次飛行，增加了任務(wù)組織和數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜度。三是數(shù)據(jù)質(zhì)量易受環(huán)境因素（如風(fēng)、云、光照變化）和大氣條件（如大氣抖動、霾）的影響，特別是在生成高精度模型時，對影像的幾何穩(wěn)定性要求較高。四是無人機測繪產(chǎn)品的精度雖然不斷提高，但在復(fù)雜城市環(huán)境下（如密集建筑區(qū)、遮擋嚴(yán)重區(qū)域）的絕對精度和相對精度仍面臨挑戰(zhàn)，尤其是在缺乏足夠地面控制點的情況下。五是海量無人機數(shù)據(jù)的處理計算量巨大，對計算資源、處理算法和軟件平臺提出了較高要求，專業(yè)人才隊伍建設(shè)也是一大挑戰(zhàn)。未來，無人機測繪技術(shù)在城市三維建模中的應(yīng)用將朝著更高精度、更高效率、智能化和融合化方向