【摘要】针对自然河流长河段表面流场测量,建立了巡航模式下的无人机图像测速系统.首先在测流河段两岸布置地面控制点并向水面投掷示踪粒子,无人机巡航拍摄示踪粒子沿程运动影像,采用多视角运动结构恢复算法校正无人机影像,并利用粒子图像测速算法计算局部河段流场,最终拼接生成全河段流场.该系统应用于水电站引水渠和城市河流顺直河段,得到了大范围、高空间分辨率和高覆盖度的全河段流场,流场空间分布准确反映了测流区域的水体运动特征;与声学Doppler剖面流速仪和旋桨流速仪结果相比,断面流向速度变化趋势一致,测流相对误差分别为±10%和±5%,符合野外测量精度要求.该系统精度合理,应用性强,满足了长距离河段高空间分辨率流场测量需求.