地质领域中称出露的地质现象为露头,露头数字化的三维模型称为数字露头。数字露头是通过构建三维模型,获得地质露头的空间属性和纹理特征,真实恢复野外地质露头场景,通过露头三维模型实现对地质露头特征精细化分析与研究。了解地下储层地质情况的重要手段是研究地质露头特征,随着倾斜摄影测量技术的发展,使用无人机搭载相机以及多类型传感器,在空中灵活采集地质露头图像的同时,传感器还能记录相机曝光时刻的经纬度、高度、无人机飞行姿态等信息,实现快速的建立地质露头三维模型。现阶段地质露头照片采集过程多采用人工控制无人机的方式,耗费时间长、人工成本高,图像采集精度低,而且容易出现采集遗漏点,导致生产的露头数字模型出现空洞,因此本文结合大疆Mobile SDK、倾斜摄影技术、Context Capture三维建模软件和Open Scene Graph设计了一套无人机对野外地质露头高精度图像自动采集系统。本文设计与实现的无人机对野外地质露头高精度图像自动采集系统由大疆精灵4Pro无人机和无人机飞行控制软件、Context Capture、三维航线设计软件构成。本文主要工作和内容如下:（1）开发无人机飞行控制软件,实现控制大疆精灵4Pro无人机自检、自动起飞、自动执行采集任务、自动返航等功能。（2）根据倾斜摄影航线重叠率计算原理,设计并且实现全覆盖倾斜摄影航线,实现通过设置航向重叠率、旁向重叠率和飞行高度,自动生产合理的无人机采集飞行速度和图像采集时间间隔。（3）基于Open Scene Graph三维渲染引擎和MFC,开发三维航线设计软件,结合露头几何特征,为露头量身设计图像三维采集航线,例如根据露头OSGB（Open Scene Gragh Binary）格式的三维模型,分割识别露头表面,设置等高参数,生成露头表面等高采集图像航线。本文设计实现的地质露头高精度图像自动采集系统的优点在于:（1）实现无人机自动飞行控制,自动控制图像采集过程,效率更高。（2）根据野外地质露头采集区域的地形特点进行几何建模,自动规划航迹,控制无人机贴近地质露头表面,提高无人机采集图像精度。（3）基于地质数字露头的不规则三角网模型,计算地质露头表面的法向量,用于调整无人机相机镜头角度,实现无人机镜头与地质露头表面保持近似垂直的角度,提高无人机采集图像的精度。