无人机毒品原植物（大麻、罂粟）种植查勘技术规范-征求意见稿

4T/BSSMX—XXXX无人机毒品原植物（大麻、罂粟）种植查勘技术规范本文件规定了无人机毒品原植物（大麻、罂粟）种植查勘的基本要求、工作流程、工作准备、风险区划定、任务设计、智能识别与人工复核、现场核查、质量检查、成果整理与提交。本文件适用于利用低空无人机可见光影像开展毒品原植物（大麻、罂粟）的查勘工作。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/T27919IMU/GPS辅助航空摄影技术规范GB/T39612低空数字航摄与数据处理规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1目标检测objectdetection利用人工智能算法对无人机影像数据进行分析，自动识别目标对象的类别并测定其在图像中位置的过程。3.2典型测试集representativetestset用于评价检测模型性能的测试数据集，其数据分布、场景类型及样本构成应能够代表预期应用条件下的典型情况。注：典型测试集应覆盖预期应用中的主要成像条件与目标特征，以保证评价结果具有代表性。3.3查全率recall在全部的真实目标中，被正确检出的目标所占比例，反映了检测模型对漏检的控制能力。3.4查准率precision在检出的目标中，真目标所占的比例，反映了检测模型对误检的控制能力。3.5T/BSSMX—XXXX5地理定位geopositioning通过IMU、GNSS或数据后处理技术，确定毒品原植物（大麻、罂粟）目标对象地理空间坐标的过程。3.6毒品原植物narcoticplants国家法律法规规定管制的、可用于提炼或加工毒品的原植物。注：本文件主要指罂粟、大麻植物。3.7毒品原植物适生区suitablegrowingareafornarcoticrawplants气候、土壤、地形等自然环境条件满足毒品原植物生长发育需求的地理区域，该区域代表“理论上能生长”的最大空间范围。3.8毒品原植物潜在非法种植区potentialillegalcultivationareafornarcoticrawplants在毒品原植物适生区内，叠加“可能被用于非法种植违法犯罪行为”的人为或社会因素所形成的自然地理空间，即受自然环境禀赋、历史文化习俗、社会经济发展水平及警务防控能力等因素综合影响，存在非法种植毒品原植物可能性的地理区域。3.9毒品原植物非法种植高风险区high-riskareaforillegalcultivationofnarcoticraw在潜在非法种植区中，经历史数据分析、情报线索研判或实地踏勘验证，发生非法种植可能性较高的重点区域。3.10物候特征phenologicalcharacteristics毒品原植物在生长周期中，受环境和种植方式影响所表现出的植株形态、群落结构及光谱纹理等可被识别的周期性特征。注：包括但不限于株高、叶形、花色、果型、种植密度及分布格局等。3.11无人机查勘unmannedairvehicleinspection利用无人机及机载任务载荷获取影像数据，对查勘区域内的毒品原植物进行检测、识别与定位及踏查等活动。3.12靶标图像targetimage经过标注的、包含毒品原植物目标及其属性信息的影像切片或全景影像。3.13影像重叠度imageoverlap在航摄作业中，相邻影像在地面覆盖范围内的重叠部分占影像覆盖范围的比例。注：本文件影像重叠度指标仅适用于单张影像判读场景。若任务需进行影像拼接或制作正射影像图，重叠度指标应参照GB/T39612的相关要求执行（通常航向重叠度不低于60%，旁向重叠度不低于30%）。T/BSSMX—XXXX63.14中误差meanerror以平面位置误差为统计对象，用于表征平面定位误差离散程度的统计量，通常取平面位置误差的样本标准差。3.15均方根误差rootmeansquareerror；RMSE以平面位置误差为统计对象，误差平方的平均值的平方根，用于表征平面定位总体误差水平的统计量。4缩略语CGCS2000：2000国家大地坐标系（ChinaGeodeticCoordinateSystem2000）DEM：数字高程模型（DigitalElevationModel）DOM：数字正射影像图（DigitalOrthophotoMap）GNSS：全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem）GSD：地面采样距离（GroundSamplingDistance）IMU：惯性测量单元（InertialMeasurementUnit）RTK：实时动态测量（realtimekinematic）5基本要求5.1时空基准5.1.1空间基准空间基准应符合以下要求：a)平面坐标系采用2000国家大地坐标系；b)高程基准采用1985国家高程基准。5.1.2时间基准采用公历纪元和北京时间。5.2数据采集系统要求5.2.1无人机飞行平台无人机飞行平台应满足以下要求：a)符合GB/T39612规定的无人驾驶飞行器要求；b)负载状态下续航大于等于30min；c)具备良好的飞行稳定性和抗风能力，抗风等级不低于5级；d)具备姿态控制、航迹保持及故障返航等安全防护功能。T/BSSMX—XXXX5.2.2可见光相机可见光相机应满足以下要求：a)分辨率不低于4000×6000像素；b)具备光学变焦和数字变焦功能；c)具备良好的低照度成像性能，能在自然光条件下清晰获取地面细节；d)相机检校符合GB/T39612的相关要求。5.2.3IMU/GNSS系统IMU/GNSS系统应满足以下要求：a)机载GNSS接收机为高精度动态测量型多频接收机，具有稳定的相位中心，在高空、高速环境下正常工作，数据采样率大于等于5Hz，并符合GB/T27919有关要求；b)机载IMU系统的记录频率大于等于100Hz，横滚角和俯仰角的中误差小于等于0.01°,航向角的中误差小于等于0.02°;c)具有信号示标输入器（eventmarker）接口，能将数码相机快门开启脉冲通过接口准确写入GNSS数据流，脉冲延迟小于等于1ms。5.3数据采集要求5.3.1影像分辨率与质量5.3.1.1根据查勘任务级别确定，影像地面分辨率的要求如下：a)单株确认级：当执行单株识别任务时，大麻影像地面分辨率宜优于1.2cm，罂粟影像地面分辨率宜优于0.8cm；b)地块发现级：在保证能识别种植地块纹理特征的前提下，宜优于5.0cm。5.3.1.2影像质量应清晰、反差适中，无明显模糊、重影或过曝现象，并满足GB/T39612对数字航摄影像质量的基本要求。5.3.2影像姿态影像采集宜采用垂直摄影，以减少因倾斜拍摄产生的几何畸变和阴影遮挡，不应出现明显倾斜拍摄情况。5.3.3影像重叠度为确保查勘区域影像无漏洞，并最大化提升数据采集效率，影像重叠度应符合下列要求：a)平原或微丘地区：航向重叠度不低于20%，旁向重叠度不低于15%；b)山区或地形起伏较大区域：航向重叠度不低于30%，旁向重叠度不低于20%，以消除因地形高差造成的视觉盲区。5.3.4位姿与定位数据要求5.3.4.1采集的影像应包含地理位置信息（IMU/GNSS数据），内容包括经度、纬度、航高、横滚角、俯仰角和航向角。5.3.4.2时间同步精度应满足GB/T27919相关要求，确保影像曝光时刻与位置数据精确匹配。5.4数据处理系统要求T/BSSMX—XXXX85.4.1目标检测模型要求5.4.1.1目标检测模型应具备对大麻、罂粟等毒品原植物特征的自动化提取与识别能力，在典型测试集下，模型性能要求如下：a)查全率宜不低于95%；b)查准率宜不低于85%。5.4.1.2模型应具备良好的泛化能力，能够适应不同光照条件、生长阶段及复杂背景（如混种、遮挡）下的识别任务。5.4.1.3模型输出结果应包括目标外接矩形框坐标、类别标签及置信度数值等，流程应符合10.2的规5.4.2地理定位系统要求5.4.2.1当数据源坐标参考系为WGS84或其他坐标系时，应在地理定位计算前统一转换至CGCS2000。5.4.2.2系统应具备单张影像直接定位能力，可利用影像附带的IMU/GNSS数据及相机内参，直接解算目标物在地理坐标系下的位置。5.4.2.3坐标解算算法应包含畸变校正功能，并支持引入DEM或平均地表高程数据，以消除因地形起伏导致的投影误差。5.4.2.4定位结果应能够与卫星底图或电子地图进行叠加展示，定位误差应满足后续地面核查引导的基本需求。5.4.3数据处理系统硬件要求5.4.3.1数据处理系统硬件要求如下：a)中央处理器（CPU）应为64位6核以上、12线程的处理器，主频大于等于2.5GHz，宜支持AVX2（AdvancedVectorExtensions2，高级向量扩展指令集）及以上指令集；b)图形处理器（GPU）应具有H.264/H.265硬件编解码能力，显存大于等于8GB；c)内存宜大于等于32GB；d)系统盘与作业盘应使用固态硬盘，持续顺序读写速度大于等于1GB/s；e)系统应支持多线程与并发任务处理，且相关参数应可配置。5.4.3.2系统应支持全离线本地化运行，确保在无网络通信环境下能够独立完成影像读取、检测推理及结果生成全过程。5.4.3.3处理效率应满足海量数据快速筛查需求，符合以下要求：a)单机日处理能力宜不低于8000张（以2000万像素影像为例）；b)单张影像检测耗时宜小于0.5s。6工作流程无人机毒品原植物（大麻、罂粟）种植查勘工作流程见图1。T/BSSMX—XXXX图1毒品原植物（大麻、罂粟）种植无人机查勘工作流程图7工作准备7.1资料收集开展毒品原植物查勘前，应收集查勘区域现势性强、来源可靠的基础资料，包括以下内容：a)基础地理信息：DEM、DOM、土地利用现状图及地表覆盖数据等；b)历史查勘资料：历年非法种植查处案件记录（含坐标）、历史查勘航片、现场踏勘照片及既往风险区划成果等；c)生态环境资料：区域内毒品原植物的物候特征数据（如花期、收获期）、适生环境参数（气温、降水、光照）等；d)社会属性资料：行政区划矢量数据、道路交通网络、居民点分布、人口密度及产业结构信息e)空域与航行资料：查勘区域周边的禁飞区/限飞区范围、空中走廊分布、地面障碍物信息及空域管制部门的申报要求。7.2数据采集和处理系统准备T/BSSMX—XXXX7.2.1数据采集和处理系统应满足毒品原植物查勘作业的影像采集与处理需求，并至少包括无人机飞行平台、航摄数码相机、IMU/GNSS和数据处理系统，并符合以下规定：a)无人机飞行平台、航摄数码相机及IMU/GNSS系统等硬件设备满足5.2的要求；b)数据处理系统满足5.4的要求。7.2.2查勘实施前，应对硬件设备进行完整性检查与功能测试。7.3软件系统搭建数据处理与分析软件应完成安装调试，功能应满足5.4的要求，并确认具备影像加载与预处理、智能检测与识别分析、地理定位及成果输出等核心功能。8风险区划定8.1风险区分类查勘区域可划分为毒品原植物适生区、潜在非法种植区和非法种植高风险区三个等级，并实行分级管理。8.2划定方法各等级区域的划定应遵循以下原则：a)毒品原植物适生区：基于毒品原植物的自然生长需求，利用DEM、气象数据及土壤数据进行空间交集分析，圈定满足其生长所需海拔、温度、降水及土壤条件的地理范围；b)潜在非法种植区：在毒品原植物适生区范围内，剔除城镇建成区、主要交通干道两侧、水域等不可能种植区域；结合地形隐蔽性（如山谷、背坡）、林地郁闭度、交通可达性、土地利用状况、人类活动强度、历史种植习惯等指标进行加权分析，筛选出具备隐蔽非法种植条件的区域；c)非法种植高风险区：在潜在非法种植区的基础上，通过叠加下列信息进行精细化锁定：—历史情报：近3年内发生过非法种植案件或铲毒记录的坐标点周边区域；—线索指向：群众举报、特情反映或相关警务大数据研判指向的特定区域；—异常特征：经前期遥感初筛发现存在异常地物纹理或人为活动痕迹的区域。9任务设计9.1查勘范围、时间与分辨率确定9.1.1查勘范围应依据第8章风险区划定的结果确定，重点覆盖非法种植高风险区，兼顾潜在非法种植区及适生区，确保查勘的全面性与针对性。9.1.2查勘时间应依据区域内毒品原植物的物候特征确定，航摄工作应在其特征表现最明显（如罂粟花期、果期）的生长阶段内完成。9.1.3影像分辨率应满足5.3.1的要求。在地形起伏较大的区域，应通过调整飞行高度或采用仿地飞行模式，确保目标GSD的一致性。9.2航线设计与飞行参数设置9.2.1航线设计应遵循GB/T39612的基本原则，并根据测区地形地貌进行优化。T/BSSMX—XXXX9.2.2对于平坦区域，宜采用常规平行航线，航线应沿测区长边方向布设；对于山地或河谷区域，宜采用仿地飞行航线或沿山脊、河谷走向的带状航线，以保持相对航高稳定。9.2.3飞行高度（相对航高）应根据所选相机的焦距、像元尺寸及所设计的GSD计算确定，在满足成像清晰度和飞行安全的前提下，同一区域内飞行高度宜保持相对稳定，以保证影像几何一致性。9.2.4飞行速度应与相机曝光间隔及飞行高度相匹配，确保在满足5.3.3规定的重叠度要求且影像无运动模糊的前提下，尽可能提高作业效率。9.2.5飞行过程中应保持云台增稳有效，相机光轴保持垂直向下状态（或按预设倾角固定），避免因无人机机动产生剧烈晃动。9.3基础地理数据选取与分区设计9.3.1航摄设计应参考近两年内的卫星影像、地形图或DEM。9.3.2对于涉及高压线、通信塔等低空障碍物的区域，设计前应进行现场踏勘或利用障碍物数据库进行核对。9.3.3航摄分区应综合考虑无人机续航能力、通信链路距离及地形遮挡因素，确保单个架次的航线处于安全可控范围内。9.3.4当航摄系统不具备仿地飞行能力，或仿地飞行不适用时，宜采用以下方式：a)航摄基准面应以区域平均地形面或DEM为依据确定，宜采用地面相对高度控制方式，以减少地形起伏对影像分辨率一致性的影响；b)对高差较大的山区，可采用分层分区航摄方式，适当调整飞行高度以维持地面分辨率一致性。9.4航摄时间与作业条件9.4.1航摄宜在日照充足、光线均匀的时段进行，太阳高度角宜大于30°,以减少山体阴影对识别的影响。9.4.2能见度应大于2km，风速应不大于无人机最大抗风等级的80%，宜小于10m/s，且无降雨、降雪或扬沙天气。10智能识别与人工复核10.1数据准备智能识别前，应按以下要求准备影像与位姿数据：a)无人机采集影像的质量要求符合5.3.1-5.3.3的要求；b)配套的IMU/GNSS位姿数据的精度与同步性符合5.3.4的要求。10.2智能识别智能识别按以下流程开展：a)载入符合5.4.1要求的目标检测模型，对采集的影像数据进行自动化推理；b)系统应输出疑似目标的相关属性，包括像素坐标、地理坐标（经纬度）、置信度及类别（罂粟/大麻）；c)利用5.4.2的单张影像定位算法，将图像上的像素坐标转换为地理空间坐标，定位精度应满足后续核查引导需求；T/BSSMX—XXXXd)坐标转换过程中应保持坐标基准、坐标系及相关参数的一致性，定位结果应满足12.3的要求。10.3人工复核10.3.1人工复核应由具备专业经验的人员完成。10.3.2人工复核应按以下要求实施：a)通过目视检查对智能识别结果进行审核，剔除明显的假阳性目标；b)根据复核确认后的疑似目标整理点位信息，形成疑似目标点位记录表，示例见附录A；c)根据人工复核确认的疑似目标制作靶标图像，内容应包括目标全景图及局部放大图、目标中心所在区域、地理坐标、相关属性信息以及位置二维码，能够辅助地面人员寻找方位的周边显著地物标记，靶标图像示例见附录B。11现场核查11.1现场核查准备现场核查前应完成以下准备工作：a)对人工复核形成的成果进行核对，并整理疑似目标点位记录表和靶标图像；b)了解核查区域的天气情况，选择适宜的核查时段，并提前评估作业可行性；c)根据现场交通条件、地形特征及疑似目标分布情况，规划核查路线，制定核查方案；d)开展安全风险评估，针对可能出现的恶劣天气、地质灾害、野生动物等情况制定应急措施，确保人员安全；e)对位于深山密林、交通不便的高风险点位，宜先行使用无人机进行低空抵近侦察，确认具备进入条件后再实施地面核查。11.2现场核查要求11.2.1点位核实：到达指定坐标后，核实植物种类是否为毒品原植物。11.2.2面积测算：a)规则地块：可采用无人机正射影像成果进行图上测量，或采用皮尺、手持GNSS设备实地测量；b)不规则或大面积地块：可采用无人机正射影像成果进行图上测量或利用RTK设备实地测量。11.2.3株数统计：a)零星种植：采用人工清点方式，逐株计数；b)片状种植：采用样方推算法，选取标准样方计算密度乘以总面积，误差应控制在±10%以内，并在记录表中填写统计方法与估算精度说明。11.2.4取证留存：现场应拍摄包含环境背景的远景照片、植株特征的特写照片，并采集必要的生物检材。11.2.5现场核查成果整理：根据现场核查情况整理形成毒品原植物地面核实信息表，示例见附录C。12质量检查12.1影像质量检查12.1.1影像质量应符合5.3.1-5.3.3的规定。T/BSSMX—XXXX12.1.2在通信链路条件允许的情况下，宜实时回传关键帧或缩略图；当影像质量不达标时，应人工介入进行补拍，补拍措施宜根据无人机平台类型选择：a)旋翼无人机可采用减速、悬停、复拍、变倍、微调俯角等方式；b)固定翼无人机可采用减速、调整航线或航带、重复航段复拍、调整飞行高度或姿态等方式。12.1.3应保存原始影像及IMU/GNSS数据。12.2位姿数据精度检查12.2.1IMU/GNSS系统输出的平面位置、高程及姿态角精度应符合GB/T39612及5.1.3的规定。12.2.2影像触发时间与IMU/GNSS位姿信息的时间戳应使用统一的GNSS时间基准系统进行记录，确保时钟同步一致性。12.2.3应通过抽检验证位姿数据的精度，确保满足后续地理定位要求。12.3成果定位精度检查12.3.1随机抽取5%的疑似目标点位，对比其“解算坐标”与“现场实测坐标”，开展疑似目标定位精度检查，精度指标基于单张影像定位模式设定，主要满足引导人员到达现场的需求。a)用于检查的疑似目标点数量宜不少于20个，采用平面位置中误差进行统计，按照附录D.1的规定计算，定位精度需满足现场核查作业要求：—平原/微丘区：平面位置中误差宜不大于1m；—山地/隐蔽区：平面位置中误差宜不大于5m。b)当用于检查的疑似目标点数量大于20个时，宜采用平面位置RMSE统计，按照附录D.2的规定计算，定位精度需满足现场核查作业要求：—平原/微丘区：平面位置均方根误差宜不大于1m；—山地/隐蔽区：平面位置均方根误差宜不大于5m。c)限差为平面位置中误差或平面位置RMSE的两倍。12.3.2若发现时间同步误差、IMU/GNSS系统误差或平台参数误差等系统性偏移，应检查坐标基准、投影参数及姿态数据处理流程，重新进行解算。13成果整理与提交成果数据应完整、规范、可追溯，成果归档应符合以下要求：a)无人机原始影像数据：按飞行架次和日期分类整理，包含原始照片、IMU/GNSS数据；b)毒品原植物地面核实信息表：按项目整理，记录现场核查后确认的目标属性信息；c)目标矢量成果数据库：按项目整理，以现场核查确认的目标种植点位为基础，制作目标矢量数据库，数据库格式采用通用标准格式，目标矢量成果数据库的字段格式及属性示例见附录d)现场核实后的靶标图像资料：按种植点位整理；e)现场举证照片或视频资料：按种植点位整理。14证实方法14.1GSD证实方法T/BSSMX—XXXXGSD按如下方法证实：a)基于飞行高度、相机参数等记录数据计算影像GSD，计算公式见附录F；b)可使用ArcGIS/QGIS或大疆智图等软件读取影像，核查GSD。14.2IMU/GNSS数据与覆盖范围证实方法IMU/GNSS数据与覆盖范围按如下方法证实：a)应检查IMU/GNSS数据的完整性与连续性，是否存在缺失、异常跳变；b)应基于航迹、航带范围，核查查勘区域覆盖是否完整，是否存在漏飞、缺口或明显重叠不足14.3成果数据库字段属性完整性证实方法成果数据库字段属性完整按如下方法证实：a)应检查成果数据库字段结构、类型及取值是否完整、规范；b)应核对必填字段与约束条件是否满足附录E要求。14.4现场核实与位置精度证实方法现场核实与位置精度按如下方法证实：a)应依据现场踏查结果，核对“毒品原植物地面核实信息表”中目标位置与现场核查位置的一致性；b)应按12.3.1规定的误差范围进行判定，确认目标位置偏差是否满足要求。T/BSSMX—XXXX附录A（资料性）疑似目标点位信息记录表表A.1给出了疑似目标点位信息记录表示例。表A.1疑似目标点位信息记录表示例序号人工复核日期靶标图像名称疑似目标编号备注XXXX-