工程测量无人机遥感数据采集与处理技术规范(征求意见稿)

1T/JXEA083—2025工程测量无人机遥感数据采集与处理技术规范本文件规定了工程测量中无人机遥感数据采集与处理的技术要求、作业流程、质量控制、成果输出及安全管理等内容。本文件适用于以下工程测量活动中的无人机遥感作业：大比例尺地形图测绘与更新；工程建设场地地形测量与土方计算；公路、铁路、管线等线性工程勘测与监测；水利工程、矿山开采、土地整理等领域的监测与调查；建筑、桥梁、大坝等构筑物的变形监测与三维建模；灾害应急调查与评估；其他需要高分辨率空间数据支撑的工程测量项目。本文件面向测绘单位、工程设计院所、施工企业、监理机构、科研单位及相关管理部门，为其开展无人机遥感作业提供技术依据。本文件不适用于军事侦察、航空摄影测量专业资质认定及特殊空域条件下的飞行作业。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T149502009摄影测量与遥感术语GB/T279192011无人机航空摄影测量技术规范GB/T396102020低空数字航空摄影测量技术规范CH/T30052011低空数字航空摄影测量外业规范CH/T80232011数字航空摄影测量测图规范CH/Z30012010无人机航摄安全作业基本要求JGJ82016建筑变形测量规范GB/T183142009全球定位系统(GPS)测量规范GB/T243562009测绘成果质量检查与验收3术语和定义2T/JXEA083—2025下列术语和定义适用于本文件。3.1无人机遥感系统由无人机飞行平台、任务载荷（如相机、激光雷达、多光谱传感器等）、地面控制系统、数据传输系统及数据处理软件组成的，用于获取地表遥感数据的集成系统。3.2航摄分区根据测区地形、任务要求及无人机性能划分的独立飞行区域，每个分区内飞行参数应保持一致。3.3影像重叠度相邻影像之间在航向和旁向的重叠程度，包括航向重叠度和旁向重叠度，通常以百分比表示。3.4地面采样距离影像中一个像素所对应的地面实际尺寸，是衡量影像空间分辨率的关键指标，单位为厘米/像素。3.5像控点在地面上布设的、具有已知平面和高程坐标的标志点，用于空中三角测量和成果几何校正。3.6点云通过激光雷达或摄影测量方法获取的、表示物体表面形态的三维空间数据点集合。4无人机遥感系统基本要求4.1系统组成与性能无人机遥感系统应至少包括以下组成部分：飞行平台：具备稳定的飞行控制系统、足够的续航能力、适宜的载荷能力及安全返航功能；任务载荷：根据工程测量需求选择可见光相机、多光谱相机、激光雷达等传感器；地面控制站：用于任务规划、飞行监控、数据链路管理；数据处理软件：具备空三解算、三维建模、正射纠正、点云处理等功能。4.2飞行平台要求续航时间：不低于45分钟（轻小型旋翼机）或90分钟（固定翼），实际作业应考虑逆风、爬升等裕量；最大飞行海拔：不低于测区最高点加500米；抗风能力：不低于5级风（10.7m/s）；定位系统：集成高精度GNSS接收机，支持RTK/PPK定位；安全功能：具备失联返航、低电压报警、避障（可选）等功能。4.3任务载荷要求4.3.1可见光相机传感器尺寸：不低于APSC画幅；有效像素：不低于2000万；T/JXEA083—20253镜头：定焦镜头，焦距宜在20mm~35mm（等效35mm）；快门：全局快门或高速卷帘快门；支持GNSS时间戳写入影像文件。4.3.2多光谱相机波段数量：不低于4个（红、绿、蓝、近红外）；各波段配准误差：小于1像素；具备辐射定标文件或定标板配套使用。4.3.3激光雷达激光发射频率：不低于100kHz；扫描视角：不低于±30°;点云精度：平面精度≤5cm，高程精度≤3cm（1σ);集成高精度IMU与GNSS。4.4软件要求航线规划软件：支持自定义测区、设置航高、重叠度、转弯模式等；数据处理软件：支持主流空三算法（如SIFT、SGM）、三维重建、点云分类、DOM/DSM生成；具备批量处理、质量报告输出、坐标系转换功能。5作业计划与飞行前准备5.1资料收集与现场踏勘收集以下资料：测区范围、地形图、已有控制点成果；气象资料：风速、降水、能见度、温度；空域信息：禁飞区、限制区、机场净空区；地面条件：起降场地、高压线、高大建筑物、植被覆盖。现场踏勘应确认：起降点安全性及周边障碍物；像控点布设位置的通视性与安全性；测区地形起伏与植被高度；潜在的信号干扰源。5.2技术设计书编制技术设计书应包括：任务概述与技术要求；测区概况与飞行难度分析；T/JXEA083—20254设备选型与参数设置；航摄分区与航线设计；像控点布设方案；数据采集与处理流程；质量保证措施；应急预案。5.3航线规划航线规划参数应符合以下要求：航高H根据GSD需求计算：H=f×GSD/a，其中f为焦距，a为像元尺寸；航向重叠度：不低于70%；旁向重叠度：不低于60%；对于地形起伏较大区域，应采用仿地飞行或分区变高飞行；航线方向宜平行于测区长边或主地形走向；转弯模式宜采用直线转弯或平滑转弯，避免急转弯。5.4像控点布设数量：每个航摄分区不少于5个均匀分布的控制点；标志：采用“L”形或十字形标志，尺寸为GSD的30~50倍；材料：反差明显的涂料或布板；坐标测量：使用GNSSRTK或全站仪按图根点精度施测；记录：拍摄像控点近景照片并记录点号、坐标、材质等信息。5.5飞行前检查按照附录A的检查表逐项完成：设备完好性：无人机结构、电池电量、螺旋桨、传感器；系统连接：遥控器、数传、图传、GNSS信号；软件设置：航线加载、相机参数、重叠度确认；气象条件：风速、降水、能见度符合飞行要求；空域报备：已完成必要的空域申请或报备。6数据采集技术规范6.1飞行操作起飞前进行指南针校准与IMU预热；手动起飞至安全高度后切换至自动航线模式；飞行中实时监控飞行状态、电池电压、图传画面、GNSS卫星数；T/JXEA083—20255保持安全高度离障碍物不少于30米；遇到强风、信号丢失、电量不足等情况立即执行应急预案。6.2数据采集参数6.2.1可见光影像采集曝光模式：光圈优先或手动模式；ISO：不超过800，以减少噪点；快门速度：不低于1/1000秒（固定翼）或1/500秒（旋翼）；白平衡：固定为日光或阴天模式；存储格式：RAW+JPEG或仅RAW。6.2.2多光谱数据采集飞行时间尽量选择太阳高度角30°~60°之间；每次飞行前后拍摄定标板影像；避免云影、雾气影响。6.2.3激光雷达数据采集飞行速度保持稳定，一般不超过10m/s；扫描重叠度不低于30%；同步记录GNSS基站数据（如采用PPK模式）。6.3飞行质量监控实时检查影像数量、重叠度、曝光是否正常；记录每架次起飞时间、降落时间、异常情况；飞行结束后立即检查数据完整性，如有漏拍、模糊等问题及时补飞。6.4数据下载与备份飞行结束后及时将数据从存储卡下载至电脑；原始数据立即进行双备份，存储于不同介质；建立数据管理目录，按“项目日期架次数据类型”命名。7数据处理与质量控制7.1数据预处理7.1.1影像预处理格式转换：将RAW转为TIFF格式；辐射校正：均匀光场校正或直方图均衡化；重命名：按航线和序列号规则命名。7.1.2点云预处理T/JXEA083—20256轨迹解算：利用PPK/RTK与IMU数据解算精确轨迹；点云生成：将激光数据与轨迹融合生成三维点云；去噪：移除孤立点、低置信度点。7.2空中三角测量导入影像、POS数据及控制点；特征点提取与匹配，匹配点每像对不少于3000个；进行空三解算，检查残差是否符合要求：像控点平面残差≤1.5×GSD像控点高程残差≤2×GSD连接点中误差≤1×GSD输出加密点成果与定向报告。7.3三维模型与点云生成7.3.1密集匹配点云生成采用多视图立体匹配算法生成密集点云；点云密度不低于2倍GSD的倒数（点/平方米）；进行点云滤波与分类（地面、植被、建筑等）。7.3.2三维网格模型构建基于点云生成三角网模型；进行网格优化与空洞修补；纹理映射：使用影像生成真彩色或高光谱纹理。7.4数字表面模型与正射影像生成7.4.1DSM生成基于密集点云或三维模型生成DSM；分辨率与GSD一致；进行平滑处理，避免噪声。7.4.2DOM生成对影像进行正射纠正，使用DSM作为高程参考；进行影像镶嵌、匀光匀色、接边处理；输出为GeoTIFF格式，坐标系统一。7.5质量检查与评价几何精度：检查点平面与高程中误差；影像质量：清晰度、色彩一致性、云影遮挡；覆盖完整性：测区无漏洞、无重漏；T/JXEA083—20257数据规范性：文件命名、元数据、坐标系统符合要求。7.6问题处理与返工如质量检查未通过，应分析原因并采取以下措施：控制点残差大：重新测量或增补控制点；空三失败：调整匹配参数或增加连接点；影像模糊：补飞相关航线；覆盖不全：增加航线或扩大航摄分区。8成果输出与归档8.1成果内容无人机遥感作业应提交以下成果：技术设计书与技术总结报告；原始影像数据及POS数据；像控点成果表与照片；空三报告与精度统计；数字表面模型（DSM）；数字正射影像图（DOM）；三维模型（如适用）；点云数据（如适用）；质量检查报告。8.2数据格式与命名8.2.1数据格式影像：TIFF或JPEG；点云：LAS或LAZ；DSM/DOM：GeoTIFF；三维模型：OBJ、FBX或OSGB；元数据：XML或TXT。8.2.2命名规则采用统一规则，如：“项目代码_数据类型_日期_序号.扩展名”示例：“AH2025_DOM_20250512_01.tif”“AH2025_PointCloud_20250512.las”T/JXEA083—202588.3元数据要求每项成果应附元数据，包括：项目名称与编号；采集时间与地点；设备型号与传感器参数；坐标系与投影参数；处理软件与版本；精度说明与责任人员。8.4成果归档所有成果按类别存储于专用服务器或移动硬盘；建立成果目录树，便于检索；长期归档应采用蓝光光盘或磁带库，定期检查数据完整性；归档期限不少于项目保修期或法规要求年限。9安全管理与应急响应9.1安全管理制度作业单位应