ICS07.040CCSV53DB4102DB4102/T033—20232023-09-04發(fā)布2023-10-04實施開封市市場監(jiān)督管理局發(fā)布IDB4102/T033—2023前言 II1適用范圍 12規(guī)范性引用文件 1 1 13.2無人機系統(tǒng) 3.3傳感器 1 14系統(tǒng)框架及要求 15作業(yè)人員要求 26作業(yè)前準備工作 27現(xiàn)場地表數(shù)據(jù)采集 37.1現(xiàn)場踏勘 37.2起降點選取 37.3無人機系統(tǒng)的架設 37.4測區(qū)任務規(guī)劃創(chuàng)建 37.5數(shù)據(jù)獲取 37.6作業(yè)完成 47.7現(xiàn)場作業(yè)注意事項 48數(shù)據(jù)后處理 48.1數(shù)據(jù)準備 48.2數(shù)字正射影像圖制作及使用 4 48.4熱紅外數(shù)據(jù)處理 48.5其它數(shù)據(jù)源處理 58.6數(shù)據(jù)提交 59無人機系統(tǒng)管理及維護 59.1無人機系統(tǒng)管理 59.2無人機系統(tǒng)維護 5IIDB4102/T033—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由河南大學實驗室與設備管理處歸口。本文件起草單位：河南大學地理與環(huán)境學院、黃河中下游數(shù)字地理技術教育部重點實驗室、河南省時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)技術研究院、鄭州易騰電子科技有限公司。本文件主要起草人：李斌、崔耀平、谷蕾、夏浩銘、王海鷹、盧訓令、許立民、蘇恒、王春華、申展、趙超。1DB4102/T033—2023無人機科研項目地表數(shù)據(jù)獲取技術規(guī)范1范圍本文件規(guī)定了無人機科研項目地表數(shù)據(jù)獲取的術語和定義、系統(tǒng)框架及要求、作業(yè)人員要求、作業(yè)前準備工作、現(xiàn)場地表數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)后處理、無人機系統(tǒng)管理及維護。本文件適用于科研項目中利用無人機系統(tǒng)進行地表數(shù)據(jù)采集作業(yè)。作業(yè)內容包括地表覆被、地表溫度、多光譜、激光雷達等數(shù)據(jù)類型獲取及后處理。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。凡是所注日期的引用文件僅該日期對應的版本適用于本文件，不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB42590民用無人駕駛航空器系統(tǒng)安全要求CH/Z3001無人機航攝安全作業(yè)基本要求3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。無人機由無線電遙控設備管理進行遠程操縱或自主程序控制的無人駕駛的航空器。無人機系統(tǒng)由無人機、傳感器、數(shù)據(jù)鏈路、地面控制單元、后處理等模塊組成。傳感器與無人機連接，用以獲取地物目標信息的探測儀器。后處理對無人機系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)進行去除噪聲、校準、拼接、信息提取等一系列內業(yè)處理過程。4系統(tǒng)框架及要求4.1基本要求4.1.2無人機應具有飛行控制穩(wěn)定系統(tǒng)，通訊頻率符合國家有關規(guī)定要求，具有極端環(huán)境2DB4102/T033—2023下失控自動返航、航線規(guī)劃功能。4.1.4無人機應在中國民用航空局登記注冊，并粘貼“民用無人機登記標志”。4.2傳感器能夠獲取科研數(shù)據(jù)的有效載荷，包括可見光相機、熱紅外成像儀、多光譜相機、雷達探測儀等科研設備。工作控制、輸入輸出接口、數(shù)據(jù)存儲讀取應與無人機系統(tǒng)匹配。4.3地面控制單元對無人機和傳感器進行可視化監(jiān)控和控制的單元，應具有協(xié)調調度、航線規(guī)劃、參數(shù)調整、數(shù)據(jù)鏈控制及運維管理等功能。4.4后處理具有傳感器數(shù)據(jù)讀取和加工功能的軟硬件系統(tǒng)，包括運行穩(wěn)定高速的圖形工作站和專業(yè)處理軟件。5作業(yè)人員要求5.1操作員應獲得相應行業(yè)等級操作資格有效證書。5.2操作員應熟悉作業(yè)機型，學習飛行手冊，優(yōu)化作業(yè)規(guī)劃，保障作業(yè)正常進行。5.3操作員應具有飛行安全風險意識，了解作業(yè)空域管制和電磁環(huán)境情況，具備處置緊急情況的能力。5.4科研項目負責人應了解數(shù)據(jù)獲取課題組技術人員基本情況，加強外業(yè)工作人員安全指導和組織協(xié)調。5.5課題組技術員應了解作業(yè)區(qū)域地形地貌、氣象、道路、水系、管線、人口密度等情況，特別關注影響無人機飛行的安全問題，如輸電線、大樹、遮擋物、地標物、禁飛區(qū)、航高等。5.6課題組技術員應了解傳感器特點，包括設備性能、工作環(huán)境、存儲介質、接口、數(shù)據(jù)格式等。5.7無人機數(shù)據(jù)獲取作業(yè)組不少于2人，分工明確。5.8后處理人員要熟悉數(shù)據(jù)轉換、質量控制、信息安全等操作程序。6作業(yè)前準備工作6.1外出作業(yè)前應提前在項目區(qū)相關部門備案，并辦理空域管理等手續(xù)。6.2召開預備會，討論項目實施的具體細節(jié)。6.3設備準備應按照下列內容進行檢查與調試：a）檢查無人機、傳感器等設備，確保各部件良好、通訊正常，符合項目要求；b）對照儀器設備操作規(guī)范，并按標準預演；c）檢查無人機螺旋槳、電池（含動力電池）、充電裝置、數(shù)據(jù)存儲的型號數(shù)量等；d）如需控制測量，應準備GNSS、三腳架、地面標記等設備。6.4制定作業(yè)規(guī)劃，建立作業(yè)任務單。6.5制定應急預案，如發(fā)生人員安全、設備損毀等緊急情況，按照CH/Z3001的規(guī)定執(zhí)行。6.6為外業(yè)工作人員、設備購置商業(yè)保險。6.7無人機作業(yè)禁止區(qū)域：3DB4102/T033—2023a）機場凈空區(qū)、軍事重地等重點地區(qū)上空；c）鐵路和高速公路兩側300m范圍內，高鐵兩側500m范圍內，省級及以上公路7現(xiàn)場地表數(shù)據(jù)采集7.1現(xiàn)場踏勘7.1.1現(xiàn)場踏勘應按照CH/Z3001的規(guī)定執(zhí)行，關注與預調研不一致的情況，及時調整規(guī)劃。7.1.2地形地貌：注意微地形，關注影響安全飛行的因素，如海拔和通視條件。7.1.3電磁環(huán)境：檢測電磁環(huán)境是否滿足無人機工作要求。7.1.4氣象條件：應對風速、風向、降水、雷電、溫度、能見度等因素進行綜合評估，避免不利因素，確保滿足起飛條件。7.2起降點選取7.2.1起降點應接近測區(qū)，如測區(qū)范圍較大應選擇在測區(qū)內部，提高作業(yè)效率。7.2.2應選擇地勢開闊、平坦的區(qū)域為無人機起降點，以無人機工作全程可見為宜。7.2.3應清理起降點附近的雜草、藤蔓、土石，使地面緊實，可鋪飛行專用墊，以防起降時，螺旋槳氣流卷起異物破壞載荷。7.2.4如條件允許，可同時創(chuàng)建備降點。7.3無人機系統(tǒng)的架設7.3.1依照操作手冊，檢查包裝箱，取出主機、支架、配件，按規(guī)定順序連接。7.3.2按照規(guī)定順序打開遙控器、無人機電源，確保連接成功（多臺無人機協(xié)調工作時，注意遙控器頻率）。7.3.3查看無人機狀態(tài)，核對有無電磁干擾，及時校準。7.3.4科研類地表數(shù)據(jù)獲取傳感器安裝，確保連接正確，存儲介質容量滿足要求。7.4測區(qū)任務規(guī)劃創(chuàng)建7.4.1導入測區(qū)坐標或打開預創(chuàng)建的工程任務文件。7.4.2根據(jù)任務區(qū)地形及踏勘情況，合理設置測區(qū)范圍，避開禁止飛行區(qū)域。7.4.3根據(jù)任務需求，計算基準面分辨率，合理調整航高。7.4.4設置航向和旁向重疊度。7.4.5設置返航方式和高度。7.5數(shù)據(jù)獲取7.5.1執(zhí)行測區(qū)任務，無人機宜在自主程序下工作。通過控制臺和目測，監(jiān)控無人機狀態(tài)和傳感器數(shù)據(jù)記錄情況。7.5.2無人機每執(zhí)行完1架次任務，應更換滿電電池。7.5.3根據(jù)任務情況，可采用手動飛行模式，以補全遺漏區(qū)域。7.5.4核對測區(qū)任務完成情況，確定任務滿足項目要求。如有錯誤或遺漏，應及時重測或補測。4DB4102/T033—20237.6作業(yè)完成7.6.1作業(yè)完成后，檢查無人機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)各部件完整性。收納無人機主機、遙控器、傳感器、電池到專用存儲箱。7.6.2取出數(shù)據(jù)存儲介質，妥善安全備份、保管。7.6.3詳細填寫設備使用記錄及日志，總結作業(yè)情況。7.6.4保護作業(yè)現(xiàn)場，避免生態(tài)環(huán)境破壞。7.7現(xiàn)場作業(yè)注意事項7.7.1無人機螺旋槳工作時，禁止人員靠近。7.7.2轉移起降點作業(yè)時，無人機應拆卸后放入專用運輸箱中，到達目標位置后，重新按照操作流程進行作業(yè)。7.7.3無人機電池成對編號，有序使用，不得混用。禁止電量不足起飛作業(yè)。7.7.4設置開啟通訊中斷、傳感器故障、異常情況下自動返航功能。7.7.5無人機降落偏離起降點調整無果時，在保證安全情況下，人工參與強制降落。8數(shù)據(jù)后處理8.1數(shù)據(jù)準備8.1.1采集后的數(shù)據(jù)分類導出，原數(shù)據(jù)備份存儲。8.1.2根據(jù)后處理系統(tǒng)需求，規(guī)范采集信息數(shù)據(jù)庫。8.2數(shù)字正射影像圖制作及使用8.2.1利用專業(yè)軟件完成測區(qū)影像快速拼接。8.2.2根據(jù)元數(shù)據(jù)進行影像畸變糾正及色彩均衡處理。8.2.3結合精確控制測量數(shù)據(jù)，進行空中三角測量。8.2.4根據(jù)運算結果，生產(chǎn)數(shù)字表面模型和數(shù)字高程模型。8.2.5根據(jù)模型完成數(shù)字正射糾正，通過測區(qū)圖廓進行裁剪，初步完成數(shù)字正射影像圖。8.2.6質量檢查、編輯、成果輸出。8.2.7根據(jù)輸出結果進行地物識別提取或地表覆被模型指數(shù)計算。8.2.8進行地統(tǒng)計學分析。8.33D實景模型創(chuàng)建8.3.1導入無人機傾斜攝影多視角影像。8.3.2匹配同名點和空中三角測量。8.3.3生成點云，構建三角網(wǎng)，完成紋理自動映射。8.3.5質量檢查、錯誤修正、成果輸出。8.3.6三維布局、通視、剖面、等值線等分析。8.4熱紅外數(shù)據(jù)處理8.4.1熱紅外影像、同源可見光影像導入。8.4.2熱紅外影像幾何畸變糾正。8.4.3參照同源可見光影像和控制點對熱紅外影像進行鑲嵌。5DB4102/T033—20238.4.4影像正射糾正。8.4.5地物表面溫度和發(fā)射率光譜反演。8.5其它數(shù)據(jù)源處理8.5.1激光雷達數(shù)據(jù)：獲取的三維點云通過控制點完成高程坐標轉換，經(jīng)過噪聲處理，提取地物要素，生成數(shù)字模型圖和專題地理要素分類圖。8.5.2多光譜數(shù)據(jù)：對獲取數(shù)據(jù)進行預處理、特征提取、數(shù)據(jù)分割、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)擬合、結果可視化等操作。8.6數(shù)據(jù)提交8.6.1數(shù)據(jù)格式在課題組內部做統(tǒng)一規(guī)定。通常元數(shù)據(jù)為Mdb格式；快拼影像和數(shù)字正射影像圖用Tif等非壓縮格式；數(shù)字高程模型用Img、Grid或ASCII格式。8.6.2數(shù)據(jù)產(chǎn)品質量檢查報告，格8.6.3數(shù)據(jù)備份，提交項目組。9無人機系統(tǒng)管理及維護9.1無人機系統(tǒng)管理9.1.1制定管理制度，從人員、平臺、傳感器、檔案、成果等方面保障系統(tǒng)高效、安全運行。9.1.2無人機系統(tǒng)應由專人管理，制定操作規(guī)范。9.1.3系統(tǒng)平臺和傳感器應符合國家及單位的大型精密儀器管理和共享規(guī)定。9.1.4加強操作員培訓，保證無人機系統(tǒng)安全、高效工作。9.1.5應建立無人機