地震是一种具有巨大破坏性的频发自然灾害,其形成机制一直是地球科学研究的关注重点。活动构造与地震的形成息息相关,研究活动构造的基本特征,对于地震形成机制和断层活动趋势预测等研究具有重要意义。为了定量获取活动构造的特征参数,需要获取高精度、高分辨率的地形地貌数据。传统的数据获取手段包括基于全站仪和GPS的野外实地测量,数据测量精度高,但是数据获取效率较低,范围较小。机载LiDAR技术可以高效地采集大范围、高质量的地形数据,对地表植被具有一定的穿透性,但是其高昂的技术成本和复杂的数据处理过程一定程度上限制了该方法在活动构造研究中的大范围应用。近年来,一种基于SfM(Structure from Motion)方法的摄影测量技术为活动构造研究提供了新的数据获取手段。SfM方法可从多视光学影像中提取同名特征点并进行匹配,然后自动解算拍摄相机的位置姿态,以及物方点的三维空间坐标。其数据采集方式多基于无人机,具有操作简单灵活,数据获取效率高,技术成本低等特点,能够用于获取高质量的三维地形数据。本文以阿尔金断裂中段典型错断地貌为例,探讨了SfM方法在活动构造地貌位错测量研究中的应用。主要研究内容包括:(1)归纳整理现有无人机SfM技术的基本原理、技术流程和数据处理方法,总结基于高精度地形数据的活动构造断错地貌测量方法。(2)评估便携式无人机的测量精度。本文总结了非量测相机标定的原理与方法,基于室内和室外的无人机相机检校场进行相机标定实验,求解相机的内方位元素和畸变参数,开展便携式无人机的测量精度评定,探讨了无控制点情况下无人机影像的测量精度及其在断层位错测量中的适用条件。(3)以阿尔金断裂中段戈壁岭和乌尊哨尔两处典型地貌点为研究区,利用无人机SfM技术进行地表三维重建,提取典型断错地貌的地形特征,开展位错距离测量和古地震分析。实验发现基于便携式无人机和SfM方法进行无控制点测量获取的断层位错量,及其分析得到的古地震发生的频次,与地质探槽揭露的古地震事件具有一致性。