2022河湖無人機(jī)巡查作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則

河湖無人機(jī)巡查作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 錄河湖人巡作技導(dǎo)則 1范圍 1規(guī)性用件 1術(shù)和義 1總則 3間考系 3制精要求 3攝料求 3巡系組及求 3人系統(tǒng) 3務(wù)荷統(tǒng) 4合障統(tǒng) 5巡作要求 5員求 5全求 6象求 6術(shù)求 7巡作流程 8巡模式 9常查 9急查 9巡內(nèi)容 9據(jù)集式 12頻查 12攝查 12片攝查 12光譜高譜查 12光達(dá)查 13料集 13場(chǎng)查 13線計(jì) 13線查 13線查 1312.3線查 13制飛劃書 13域請(qǐng) 14查14查備 14常況置 14據(jù)量查 15查料理交 15頻查料 15攝查料 15片攝查料 15光譜高譜查料 16光達(dá)查料 16拍據(jù)理 16頻據(jù) 16攝據(jù) 16片據(jù) 17光譜高譜據(jù) 17光達(dá)據(jù) 17果理驗(yàn)收 17頻果 17攝果 17片果 17光譜高譜果 17光云果 17附錄A 19PAGEPAGE11河湖無人機(jī)巡查作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了采用無人機(jī)對(duì)河湖進(jìn)行巡查的系統(tǒng)、巡查作業(yè)、巡查方式及方法、巡查模式及內(nèi)容、異常情況處置、巡查資料的整理及移交、成果制作等要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于采用固定翼無人機(jī)、旋翼無人機(jī)、復(fù)合翼無人機(jī)對(duì)河湖進(jìn)行的巡查作業(yè)。規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是標(biāo)注日期的引用文件，僅在所標(biāo)注日期內(nèi)的版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。凡是不標(biāo)注日期的引用文件，僅最新版本（包括所有的修訂本）適用于本標(biāo)準(zhǔn)：GB/T7931 1:5001:10001:2000CH/Z3005CH/Z3003CH/T3007.1-201111:10001:2000數(shù)CH/T8023-20118024-2011術(shù)語和定義無人機(jī)UAV(UnmannedAerialVehicle)無人機(jī)巡查UnmannedAerialPatrol以無人機(jī)為平臺(tái)，搭載可見光、紅外、多光譜等成像儀或激光雷達(dá)對(duì)河湖水功能體、水域岸線、入河湖污染源、飲用水水源保護(hù)區(qū)、水源涵養(yǎng)空間、水生生物多樣性等進(jìn)行巡查和監(jiān)測(cè)?？臻g參考系SpaceReferenceSystem空間參考系定義地理空間三維表面的空間坐標(biāo)系統(tǒng)及各坐標(biāo)系統(tǒng)間的數(shù)學(xué)關(guān)系。攝影測(cè)量Photogrammetry利用攝影影像信息測(cè)定目標(biāo)物的形狀、大小、空間位置、性質(zhì)和相互關(guān)系的科學(xué)技術(shù)。攝影航高PhotographicFlyingHeight攝影平臺(tái)至攝影分區(qū)基準(zhǔn)面的垂直距離。航向重疊LongitudinalOverlap航向重疊度又稱“縱向重疊度”，是航空攝影中沿航線方向上的相鄰像片重疊比例，通常以百分比表示。旁向重疊LateralOverlap旁向重疊度又稱“橫向重疊度”，是航空攝影中與航線垂直方向上的相鄰像片重疊比例，通常以百分比表示。豎直攝影PhotographyPhotography傾斜攝影是指通過在同一平臺(tái)上搭載多臺(tái)傳感器，同時(shí)從垂直、側(cè)視等不同的角度采集影像。像主點(diǎn)落水PrincipalPointofPhotographOnWater攝影中心與像平面的垂線與像平面的交點(diǎn)稱為像主點(diǎn)。像主點(diǎn)位置或其附近一定范圍的影像為水域、云影、雪影或無明顯影像的現(xiàn)象稱為像主點(diǎn)落水。多光譜Multispectral光譜分辨率在λ/10數(shù)量級(jí)范圍的稱為多光譜。高光譜HyperspectralImage在λ/100數(shù)字正射影像圖DOM（DigitalOrthophotoMap）數(shù)字正射影像圖是對(duì)航空（或航天）相片進(jìn)行數(shù)字微分糾正和鑲嵌，按一定圖幅范圍裁剪生成的數(shù)字正射影像集。它是同時(shí)具有地圖幾何精度和影像特征的圖像。三維實(shí)景模型3DRealSceneModel三維實(shí)景模型是物體的三維表示，通常是基于無人機(jī)航拍的影像，用專業(yè)的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和三維建模，生成的現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體模型。總則空間參考系2000國家大地坐標(biāo)系?？刂泣c(diǎn)精度要求基礎(chǔ)控制點(diǎn)、像片控制點(diǎn)的精度按GB/T7931航攝資料要求CH/Z3005巡查系統(tǒng)組成及要求巡查系統(tǒng)配置包括無人機(jī)系統(tǒng)、任務(wù)載荷系統(tǒng)和綜合保障系統(tǒng)等方面。無人機(jī)系統(tǒng)無人機(jī)系統(tǒng)由無人機(jī)飛行平臺(tái)、飛行控制系統(tǒng)和地面站系統(tǒng)組成。無人機(jī)飛行平臺(tái)包括無人機(jī)機(jī)體和動(dòng)力系統(tǒng)。要求相對(duì)行高一般不超過1500m，續(xù)航能力不小于1h，具備4級(jí)以上風(fēng)力條件下飛行能力，測(cè)控半徑不小于10km，搭載任務(wù)載荷能力不小于2kg。飛行控制系統(tǒng)主要由陀螺儀、加速度計(jì)、氣壓計(jì)、GNSS、指南針模塊以及控制（m。5任務(wù)載荷系統(tǒng)任務(wù)載荷系統(tǒng)包括可見光相機(jī)、視頻相機(jī)、紅外相機(jī)、激光雷達(dá)掃描儀和多光譜相機(jī)等傳感器及配套設(shè)備。A) 2000B）儲(chǔ)存量不小于32G；C）ISO100；1幅/s；1/800s；A)視頻格式1080P；B）總像素不低于400萬；204.7-94mm。A)像元數(shù)大于320×280；B）熱靈敏度小于100m；C）測(cè)量精度小于±3K；D）圖像傳輸速率不低于40HZ。A) cm；B）300C）300°；D）0.1°；0.05°；200000點(diǎn)/s。A) B）儲(chǔ)存容量大于32GB；C）D）1幅/s；E）單塊電池持續(xù)工作時(shí)間不少于2h；F）相機(jī)鏡頭為定焦鏡頭。A) 450-950B）8C）125；D）高光譜成像速度不低于5Cubes/s；E）數(shù)字分辨率不低于12bit；F）配備GPS實(shí)時(shí)觸發(fā)模塊。5.2.6根據(jù)不同巡查任務(wù)需求選擇相應(yīng)的無人機(jī)任務(wù)載荷。綜合保障系統(tǒng)巡查作業(yè)要求人員要求1。安全要求（所（（8h機(jī)。氣象要求技術(shù)要求應(yīng)根據(jù)作業(yè)場(chǎng)地環(huán)境、目標(biāo)范圍、無人機(jī)配置等實(shí)際情況選擇不同機(jī)型無人機(jī)對(duì)河流、湖泊、水庫進(jìn)行巡查。表1機(jī)型選擇原則水體類型目標(biāo)特性、范圍及環(huán)境適用機(jī)型所有水體點(diǎn)狀目標(biāo)多旋翼河流線狀目標(biāo)，順直（彎曲系數(shù)<13，作業(yè)長(zhǎng)度<12有效航程多旋翼、固定翼、復(fù)合翼線狀目標(biāo)，彎曲（彎曲系數(shù)>13，作業(yè)長(zhǎng)度<12航程；地形高差小于1/2航高多旋翼（，作業(yè)長(zhǎng)度>1/2航程；地形高差小于1/2航高多旋翼湖泊、水庫面狀目標(biāo)，面積〈0.5km2;岸線發(fā)育系數(shù)>2；地形高差大于1/2航高多旋翼面狀目標(biāo)，面積〉0.5km2，岸線發(fā)育系數(shù)<2；地形高差小于1/2航高固定翼、復(fù)合翼在航拍過程中無人機(jī)的飛行高度是進(jìn)行飛行航線設(shè)計(jì)的依據(jù)。航拍高度應(yīng)根據(jù)任務(wù)以及分辨率要求，結(jié)合航拍時(shí)應(yīng)用的相機(jī)，計(jì)算出航拍的相對(duì)高度。平地、丘陵地和山地分區(qū)內(nèi)的高差不應(yīng)大于1/4相對(duì)航高；高山地分區(qū)內(nèi)的高差不應(yīng)大于1/3相對(duì)航高。（2航拍分為垂直攝影和傾斜攝影兩種方式，以下內(nèi)容沒有特別說明的，兩種方式都適用。a）航向重疊度一般應(yīng)為65%～75%；b）旁向重疊度一般應(yīng)為30%～45%；c）傾斜攝影一般要求航向重疊度不低于80%，旁向重疊度不低于70%。像片傾角一般不超過12°，最大不超過15°。50%。巡查作業(yè)流程河湖巡查按下面作業(yè)流程圖實(shí)施。接受務(wù) 確定查模式確定巡查內(nèi)容確定數(shù)據(jù)采集方式資料收集空域申請(qǐng)編制航飛計(jì)劃書航線設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)勘查巡查飛行巡查資料整理移交航拍數(shù)據(jù)處理成果整理與驗(yàn)收?qǐng)D1河湖巡查作業(yè)流程圖巡查模式按照巡查周期和巡查內(nèi)容，可以分為日常巡查和應(yīng)急巡查兩種模式。日常巡查常規(guī)巡查指利用可見光相機(jī)/攝像機(jī)、熱紅外成像儀和三維激光掃描儀等裝精細(xì)巡查指利用可見光相機(jī)/攝像機(jī)、熱紅外成像儀和三維激光掃描儀等裝應(yīng)急巡查（）巡查內(nèi)容無人機(jī)巡查對(duì)象主要包括河湖水面、左右岸線、環(huán)境敏感點(diǎn)和地面四部分，具體巡查對(duì)象、巡查內(nèi)容、巡查任務(wù)設(shè)備及成果形式見表2。表中所列巡查內(nèi)容和巡查設(shè)備可單獨(dú)選用，也可以根據(jù)需要組合選用。表2河湖無人機(jī)巡查對(duì)象及巡查內(nèi)容巡查對(duì)象巡查內(nèi)容巡查設(shè)備成果形式水域、水面漂浮物可見光相機(jī)/攝像機(jī)/三維激光掃描儀/多光譜/高光譜圖片、正射影像、視頻垃圾圖片、正射影像、視頻水生植物圖片、正射影像、視頻、多光譜數(shù)據(jù)、高光譜數(shù)據(jù)船舶、港口圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型水電站大壩圖片、正射影像、視頻、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、三維實(shí)景模型采砂點(diǎn)圖片、正射影像、視頻、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)取（放）水設(shè)施圖片、正射影像、視頻水上違建（構(gòu)）筑物圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型圍堤圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型阻水渠道圖片、正射影像、視頻填堵、封蓋水面圖片、正射影像、視頻養(yǎng)殖網(wǎng)箱、攔河漁具圖片、正射影像、視頻其他侵占河道的問題圖片、正射影像、視頻棄置、傾倒、堆放與河道保護(hù)無關(guān)的房屋，建（構(gòu)）筑物可見光相機(jī)/攝像機(jī)/三維激光掃描儀/多光譜圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型土石圖片、正射影像、視頻、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)棄置、傾倒礦渣、垃圾和工業(yè)廢棄物圖片、正射影像、視頻、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)棄置、傾倒危險(xiǎn)廢物圖片、正射影像、視頻、多光譜數(shù)據(jù)堆放阻礙行洪的物料圖片、正射影像、視頻堆放影響提防護(hù)岸安全的物料圖片、正射影像、視頻種植阻礙行洪的林木可見光相機(jī)/攝像機(jī)圖片、正射影像、視頻阻礙行洪的高桿作物圖片、正射影像、視頻圍墾圖片、正射影像、視頻侵占、損毀、移動(dòng)提防可見光相機(jī)/攝像機(jī)/三維激光掃描儀圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型護(hù)岸圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型閘壩圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型歷史洪痕標(biāo)志圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型標(biāo)示河道管理范圍的界樁圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型防汛設(shè)施圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型水文監(jiān)測(cè)設(shè)施圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型通信設(shè)施圖片、正射影像、視頻照明設(shè)施圖片、正射影像、視頻監(jiān)控設(shè)施圖片、正射影像、視頻觀測(cè)設(shè)施圖片、正射影像、視頻坍塌、淤堵、破損防洪設(shè)施圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型排水設(shè)施圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型基礎(chǔ)保護(hù)設(shè)施圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型災(zāi)害影響山火及火災(zāi)隱患圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型、紅外影像地震引起的河岸環(huán)境變化圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型山洪引起的河岸環(huán)境變化圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型泥石流引起的河岸環(huán)境變化圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型山體滑坡引起的河岸環(huán)境變化圖片、正射影像、視頻、三維實(shí)景模型采礦引起的河岸出現(xiàn)裂縫、坍塌等圖片、正射影像、視頻、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、三維實(shí)景模型地面巡查是否有影響河勢(shì)穩(wěn)定的行為，如非法開挖決口可見光相機(jī)/攝像機(jī)/紅外成像儀/多光譜/三維激光掃描儀圖片、正射影像、視頻、紅外影像、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)危害河道防護(hù)岸安全圖片、正射影像、視頻、紅外影像、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)河底有無明顯的淤泥或垃圾淤積圖片、正射影像、視頻、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)河道顏色是否異常（如發(fā)黑、發(fā)白等）圖片、正射影像、視頻、紅外影像、多光譜、高光譜是否有新增取水口圖片、正射影像、視頻是否有新增排污口圖片、正射影像、視頻、紅外影像入河排污口排放廢水的顏色是否異常圖片、正射影像、視頻、紅外影像雨水排放口晴天是否圖片、正射影像、視頻、紅外影有污水排放像匯入河湖排污口的工業(yè)企業(yè)是否存在明顯的污染物排放圖片、正射影像、視頻、紅外影像飲水水源保護(hù)區(qū)面積是否達(dá)標(biāo)正射影像水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面位置（經(jīng)緯度）圖片、正射影像、視頻、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)是否存在明顯的異常排放圖片、正射影像、視頻、紅外影像河長(zhǎng)公示牌及涉水告等影響使用的問題圖片、視頻以前巡查發(fā)現(xiàn)的問題解決是否到位圖片、正射影像、視頻是否存在其他影響河道水質(zhì)的問題圖片、正射影像、視頻、多光譜數(shù)據(jù)人文景觀是否完好正射影像、視頻水文景觀是否完好正射影像、視頻數(shù)據(jù)采集方式/視頻巡查按照巡查任務(wù)要求對(duì)湖泊、水庫或河流進(jìn)行視頻拍攝的巡查方式航攝巡查利用無人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)對(duì)河湖進(jìn)行高分辨率航空攝影，分為豎直攝影和傾斜攝影兩種方式，并按巡查需求制作正射影像圖、數(shù)字地面模型或三維實(shí)景模型的巡查方式。圖片拍攝巡查按照航線對(duì)河湖水庫重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行圖片拍攝的巡查方式。多光譜/高光譜巡查利用無人機(jī)飛行平臺(tái)搭載多光譜傳感器對(duì)巡查河流、湖泊、水庫進(jìn)行多光譜數(shù)據(jù)采集，獲取不同物體或水質(zhì)污染物的光譜特征，通過解譯判斷或光譜分析獲取水生物體或污染物濃度等相關(guān)信息的一種巡查方式。激光雷達(dá)巡查利用無人機(jī)平臺(tái)搭載激光雷達(dá)傳感器對(duì)目標(biāo)河段進(jìn)行點(diǎn)云采集，獲取該地段的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。資料收集收集包括河湖基本情況、走向、地理位置、經(jīng)緯度、特殊地形、氣象情況、植被分布、海拔高度、所需空域及區(qū)域全景影像圖等資料?，F(xiàn)場(chǎng)勘查對(duì)巡查區(qū)域的地形、流域、岸線、交通情況以及無人機(jī)起、降點(diǎn)位置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，選定的起降場(chǎng)地要求平坦堅(jiān)硬、無砂石，空域條件良好。航線設(shè)計(jì)根據(jù)巡查任務(wù)設(shè)計(jì)航線，可以分為單線巡查、雙線巡查和多線巡查。單線巡查對(duì)于狹長(zhǎng)型湖泊、水庫或斷面較窄的河流，寬度小于0.5倍像幅時(shí)，可將其看作一個(gè)對(duì)象，采取沿湖庫岸或河流中線單線巡查方式。雙線巡查10.5）12.3多線巡查1編制航飛計(jì)劃書設(shè)計(jì)書包括測(cè)區(qū)概況、相機(jī)檢校、航拍要求、分辨率、航帶規(guī)劃等，并根據(jù)巡查內(nèi)容合理制定巡查計(jì)劃。空域申請(qǐng)作業(yè)執(zhí)行單位應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，向河湖途經(jīng)地區(qū)的空管部門報(bào)批巡查航線計(jì)劃，履行空域申請(qǐng)手續(xù)，向空軍、民航相關(guān)部門申請(qǐng)航線，并接入無人機(jī)云系統(tǒng)。巡查飛行巡查準(zhǔn)備異常情況處置設(shè)備故障處置特殊情況處置數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查根據(jù)巡查任務(wù)要求，進(jìn)行航拍數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查。如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量存在問題，應(yīng)立即組織重新航拍。巡查資料整理移交巡查結(jié)束后，應(yīng)按照不同數(shù)據(jù)采集方式及時(shí)整理巡查相關(guān)資料和成果，并移交以下外業(yè)資料，巡查數(shù)據(jù)應(yīng)妥善處理并至少保存5年。視頻巡查資料A）；要求視頻無明顯過曝，不能過暗，無明顯抖動(dòng)，連貫無卡頓；能分辨距岸線100m范圍內(nèi)地面10cm×10cm以上的物體。航攝巡查資料A）；、CCD大小、像主點(diǎn)坐標(biāo)x0fk1、偏心畸變系數(shù)P1P2航攝照片及POS圖片拍攝巡查資料A）；航拍照片及POS要求照片無明顯過曝，不能過暗，無模糊不清的現(xiàn)象；能分辨距岸線100m范圍內(nèi)地面10cm×10cm以上的物體。多光譜/高光譜巡查資料A）；多//高光譜影像數(shù)據(jù)及POS激光雷達(dá)巡查資料