2025年测绘专业考研无人机测绘技术专项训练（附答案）

2025年测绘专业考研无人机测绘技术专项训练（附答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.下列哪种无人机平台通常更适合大范围、长航时测绘任务？A.多旋翼无人机B.固定翼无人机C.氦气飞艇D.悬挂式无人机2.摄影测量中，用于量测和检校相机内参数的地面控制点通常称为？A.检查点B.工作点C.基准点D.地面控制点（GCP）3.LiDAR数据中，直接记录每个激光脉冲返回时间信息的是？A.点云坐标B.强度值C.脉冲编号D.距离测量值4.无人机影像空中三角测量的核心任务是？A.提取特征点B.生成点云C.计算影像外方位元素D.生成正射影像5.用于表达点云数据中表面走向方向性的特征通常是指？A.边缘B.角点C.法向量D.点密度6.生成真实感度较高、纹理细节丰富的三维模型，最适合采用哪种摄影测量方法？A.光束法区域网平差B.激光扫描点云建模C.双目立体视觉测距D.基于多视图几何的摄影测量7.在无人机摄影测量数据处理中，通常要求航向和旁向重叠度分别达到？A.60%、30%B.70%、40%C.80%、60%D.90%、70%8.无人机获取的高分辨率影像制作成正射影像图（DOM）的主要步骤不包括？A.空中三角测量B.相片匹配C.点云分类D.正射纠正9.评估无人机摄影测量成果平面精度最常用的指标是？A.高程精度RMSEB.影像清晰度C.相对定向精度D.坐标点平面位置中误差10.下列哪项不属于无人机测绘技术的主要应用领域？A.大地测量控制网建立B.基础设施巡检与维护C.城市三维实景建模D.灾害应急响应与评估二、填空题（每空1分，共15分）1.无人机通常由飞行平台、______、任务载荷和地面控制系统四大部分组成。2.摄影测量中，用于连接相邻像对的同名点几何关系的约束条件是______。3.激光雷达（LiDAR）根据测量原理不同，主要分为______和相位式LiDAR。4.无人机摄影测量中，为了提高区域网平差精度，常采用______策略来布设地面控制点。5.点云数据处理中的“去噪”环节，主要目的是去除点云中的______和离群点。6.数字表面模型（DSM）表示的是地表上所有点的高程信息，而数字高程模型（DEM）通常只表示地面点的高程信息，两者之间的区别在于是否包含______。7.无人机遥感影像的几何畸变主要来源于______畸变和大气折射畸变。8.评估无人机影像质量，除了分辨率外，还关注影像的______、动态范围和色彩保真度。9.在无人机飞行前进行相机校准，主要目的是精确获取相机的______和畸变参数。10.无人机低空遥感数据与高分辨率卫星遥感数据相比，其优势主要体现在______和现势性强方面。三、名词解释（每题3分，共12分）1.无人机测绘技术（UAVMappingTechnology）2.高程分辨率（AltitudeResolution）3.GroundControlPoint(GCP)4.DigitalElevationModel(DEM)四、简答题（每题5分，共20分）1.简述无人机平台选择时需要考虑的主要因素。2.简述无人机摄影测量空中三角测量的基本流程。3.简述无人机激光雷达（LiDAR）数据点云分类的主要方法及其目的。4.简述无人机正射影像图（DOM）与数字表面模型（DSM）的主要区别和应用差异。五、计算题（共10分）已知某无人机相机传感器尺寸为画幅宽度13.2mm，像元大小为3.45μm，在距离地面高度为300m处进行垂直摄影，获取影像地面分辨率（GSD）约为5cm。求该相机传感器的画幅宽度（以厘米为单位）。六、论述题（15分）结合无人机测绘技术的特点，论述其在城市三维建模中的应用优势、面临的主要挑战以及可能的未来发展方向。试卷答案一、选择题1.B解析：固定翼无人机具有续航时间长、载重能力较强、飞行稳定性好等特点，更适合大范围、长航时的测绘任务。2.D解析：地面控制点是用于量测和检校相机内外参数、连接不同影像像对的控制点，在无人机摄影测量中至关重要。3.D解析：LiDAR的核心原理是测量激光脉冲从发射到接收的时间差，从而计算距离。距离测量值直接反映了原始的脉冲返回时间信息。4.C解析：空中三角测量的核心在于通过解算每个影像的外方位元素（位置和姿态），从而实现影像之间的连接和三维空间重建的基础。5.C解析：法向量是垂直于点云表面点的矢量，用于表达该点处表面的走向和方向性，是点云表面特征的重要描述。6.D解析：基于多视图几何的摄影测量（如StructurefromMotion,SfM）能够融合大量影像信息，通过优化计算生成细节丰富、真实感强的三维模型。7.C解析：为了保证影像匹配的可靠性和结果质量，通常要求航向重叠度在80%左右，旁向重叠度在60%左右。8.C解析：点云分类是点云数据处理的一个环节，主要用于区分不同类别地物（如植被、建筑物、地面等），而制作DOM主要依赖空中三角测量、影像匹配和正射纠正。9.D解析：坐标点平面位置中误差是评价摄影测量成果（如DEM、DOM、三维模型）平面精度最常用的指标之一，直接反映点位精度。10.A解析：无人机测绘技术可用于地形测绘、巡检、三维建模、应急响应等，但大地测量控制网（特别是高精度基准站网）的建立通常需要更高精度的测量仪器和方法，不是无人机测绘技术的直接应用范畴。二、填空题1.遥感系统2.相对定向约束（或极线约束）3.脉冲式4.分区布设（或分块布设）5.噪声6.非地面点（或地物点、植被点）7.相机（或传感器）8.信噪比9.内参10.机动灵活、数据获取快三、名词解释1.无人机测绘技术：利用无人机作为平台，搭载遥感传感器（如相机、LiDAR等），获取地面或近地空间数据，并通过处理分析生成地形图、三维模型、点云等测绘产品的综合性技术。2.高程分辨率：指无人机测绘产品（如DSM、DEM）中能够区分的最小高程差异。通常与飞行高度和传感器性能有关，决定了产品在垂直方向上的精细程度。3.GroundControlPoint(GCP)：在无人机摄影测量任务中，布设在已知精确地理坐标或工程坐标的点，用于在数据处理过程中精确解算相机参数和进行成果坐标转换，是提高成果精度的关键。4.DigitalElevationModel(DEM)：表示地表上所有点（包括地面点和部分非地面点）高程信息的数字模型，通常以规则格网的形式存储，是地形分析的基础数据。四、简答题1.无人机平台选择时需要考虑的主要因素包括：任务需求（如作业范围、续航时间、载重能力）、空域条件（飞行限制、空域类型）、成本预算、操作维护便利性、环境适应性（如抗风能力）、安全性、法律法规要求等。2.无人机摄影测量空中三角测量的基本流程通常包括：获取影像（保证重叠度、飞行参数设置）、空中三角测量网设计（分区、选点）、像控点布设与量测、影像预处理（辐射校正、几何校正）、空三解算（采用光束法区域网平差等算法）、外方位元素检查与结果输出（用于后续成果生成）。3.无人机激光雷达（LiDAR）数据点云分类的主要方法包括：基于回波信号强度分类（如地面点强度通常较弱，植被点强度较高）、基于飞行速度/时间分类（地面点飞行时间最短，植被点次之）、基于点云密度分类（地面点密度通常较高）、基于迭代最近点（ICP）等算法进行聚类分类。其目的是将杂乱的点云数据区分成不同的地物类别（如地面、植被、建筑物、水面等），以便进行后续的派生产品生成（如DEM、数字表面模型、分类点云）和目标提取。4.无人机正射影像图（DOM）与数字表面模型（DSM）的主要区别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）高度影响的正射影像，如同从无限远处拍摄的照片，只反映地表覆盖情况。DSM则包含了所有地物（包括地面、植被冠层、建筑物顶部等）的高度信息，表现为影像上存在高低起伏。应用差异在于：DOM适用于需要清晰反映地表覆盖和地形地物的场景，如地图编制、土地利用调查、规划管理等；DSM适用于需要进行地形分析、计算地表面积、体积、坡度坡向等场景，以及生成具有真实高度信息的数字表面模型。五、计算题解：1.画幅宽度（mm）=传感器尺寸（mm）×像素数量（像素）2.像素数量=画幅宽度（mm）/像素大小（mm/像素）3.GSD（m/像素）=飞行高度（m）/像素数量4.像素数量=飞行高度（m）/GSD（m/像素）5.画幅宽度（mm）=（飞行高度（m）/GSD（m/像素））×像素大小（mm/像素）6.代入数据：画幅宽度（mm）=（300m/0.05m/像素）×3.45μm/像素7.注意单位换算：3.45μm/像素=0.00345mm/像素8.画幅宽度（mm）=（300/0.05）×0.00345=6000×0.00345=20.7mm9.将结果转换为厘米：20.7mm=2.07cm答：该相机传感器的画幅宽度约为2.07厘米。六、论述题无人机测绘技术以其机动灵活、数据获取快速、分辨率高、成本相对较低等优点，在城市三维建模中展现出显著的应用优势。首先，无人机可近距离、低空飞行，克服了高空卫星观测的分辨率限制和城市建筑物遮挡问题，能够获取极高分辨率（厘米级）的影像和点云数据，为城市精细化管理提供基础。其次，其飞行成本相对较低，操作灵活，可以根据实际需求快速调整飞行航线、高度和平台，适应城市复杂地形的测绘需求，尤其适合建筑物密集区、狭窄街道、临时性场景的建模。再次，无人机数据（影像、点云）可直接用于生成高精度的数字高程模型（DEM）、数字表面模型（DSM）、正射影像图（DOM）以及城市三维实景模型，为城市规划、市政设施管理、应急响应、历史文化保护等方面提供直观、精确的数据支持。然而，无人机测绘技术在城市三维建模应用中也面临诸多挑战。一是数据获取的效率受空域管理政策和法规的严格限制，飞行申请流程可能较长，作业时间窗口受限。二是单架无人机平台的续航时间和载重能力有限，对于超高层建筑或大范围城市区域的测绘，需要多架无人机协同作业或分批次飞行，增加了任务组织和数据处理的复杂度。三是数据质量易受环境因素（如风、云、光照变化）和大气条件（如大气抖动、霾）的影响，特别是在生成高精度模型时，对影像的几何稳定性要求较高。四是无人机测绘产品的精度虽然不断提高，但在复杂城市环境下（如密集建筑区、遮挡严重区域）的绝对精度和相对精度仍面临挑战，尤其是在缺乏足够地面控制点的情况下。五是海量无人机数据的处理计算量巨大，对计算资源、处理算法和软件平台提出了较高要求，专业人才队伍建设也是一大挑战。未来，无人机测绘技术在城市三维建模中的应用将朝着更高精度、更高效率、智能化和融合化方向