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利用专业摄影测量飞机及航摄仪进行航空摄影测量的技术已经非常成熟,其数据生产方法和测量精度已在理论研究和生产实践中得到充分验证。利用多旋翼无人机搭载非量测相机作为新型的航空摄影测量方式,相对于载人飞机及固定翼无人机航空摄影测量方式具有成本低、机动灵活、航摄数据精度高等优点,是航空摄影测量发展的又一新方向,也为水利工程快速测量以及三维场景精细构建提供了新方法。有必要针对这一新型航空摄影测量系统的特点,研究并解决相关的问题,本文的主要研究内容如下:(1)研究多旋翼无人机航空摄影测量系统基本组成和特点。多旋翼无人机航空摄影测量系统一般包括飞行平台、动力系统、飞行控制系统、遥控系统、航摄仪稳定及姿态控制系统(云台)、航摄仪、数据传输系统和地面站系统。该系统具有成本低、机动灵活、摄影像片质量高等优点,但受限于飞行平台的动力方式和负载能力,多旋翼无人机航摄测量系统现在还只能挂载非量测相机,单架次续航时间较短,获取的影像数据具有基高比小、像幅面积小、重叠度大等特点。(2)研究顾及水面特征的航线规划优化算法。部分摄影测量区域内包含大量水面区域(如大型水库),如果按照连续规则航线飞行会导致大量水面废片,考虑到多旋翼无人机的续航能力,本文提出一种顾及水面特征的航线规划优化算法,通过分解航带和迭代计算航飞总长的方式减少废片的产生,从而优化多旋翼无人机单架次航摄效率,减少飞行总架次,最后结合多旋翼无人机地面站开发了航线规划优化系统,并进行了实验测试。(3)研究多旋翼无人机航空摄影测量成果的精度。针对高地面分辨率和不同重叠度的航摄数据,通过相机标定、外业像控点测量和内业数据处理,对比分析该系统测量成果的平面精度和高程精度,为多旋翼无人机航摄系统的生产与科研提供科学依据。