随着无人机技术的不断发展,无人机被应用到了地形测量、精准农业、灾害救援等许多领域。无人机技术相较于卫星遥感技术具有成本低、周期短、精度高的优势,因此使用无人机对某一区域进行影像采集已成为较常用的监控与测绘方式。无人机的测绘任务通常需要对航拍图像进行拼接来得到待测绘区域的全景图像,而目前的航拍图像拼接方法多是基于图像特征,通过提取图像之间的共有特征点集合来完成图像配准和图像拼接工作。基于图像特征的方法对于特征较为丰富的航拍图像能够有效工作,但该拼接方法对于特征稀疏水域的航拍图像将因无法找到足够的共有特征而失效。为了能够在特征稀疏水域的特殊情况下依然完成测绘任务,本文进行了以下几个方面的研究:（1）针对基于图像特征的拼接方法在特征稀疏水域无法工作以及拼接速度较慢的问题,提出了利用航拍的位置姿态信息进行图像快速拼接的方法。该方法首先从搭载GPS和惯性测量单元的无人机飞行日志中得到优化后的航拍位姿数据,再根据航拍图像的姿态数据计算变换矩阵并将所有图像转换到统一的投影坐标系下,然后依据GPS数据进行图像配准,最后对拼接好的图像进行图像增强与图像融合。经实验验证,所提方法相较于传统基于特征的方法效果更好且拼接速度更快。（2）为提升航拍图像拼接质量,使拼接结果图像效果更好,本文对原始图像进行预处理,通过自适应直方图均衡化的方法来进行图像增强,实验结果证明该处理可以有效提升图像的信息熵、平均梯度等,表明该方法可以有效提升图像质量。为解决航拍图像拼接存在的曝光差异、拼接误差等问题,在拼接时使用图像融合方法来让图像重叠区域过渡自然。本文分析对比了多种图像融合方法并根据实验结果讨论了各种方法的优劣。（3）鉴于测绘任务的复杂性,设计并实现了面向特征稀疏水域的无人机测绘系统。基于测绘任务对无人机硬件提出要求,再使用相关软件完成无人机测绘任务。该系统首先使用航迹规划程序进行航迹自动规划和无人机的自动飞行,再利用本文实现的数据处理和航拍图像拼接软件对采集到的传感器数据和图像进行处理得到一幅包含地理信息的全景图像,最后使用GIS程序对航拍图像进行展示和分析。经外场实验证明,本文的无人机测绘系统可以在特征稀疏水域的环境下有效工作。