DB65T-荒漠草原典型害鼠(黄兔尾鼠)无人机监测技术规范编制说明

关于《荒漠草原典型害鼠(黄兔尾鼠)无人机监测技术规范》的解读一、制定标准的目的黄兔尾鼠是新疆北疆荒漠草原典型害鼠，种群数量年际波动大、易形成灾害性暴发，对草原植被、生态系统稳定及农牧业生产构成严重威胁。长期以来，黄兔尾鼠监测主要依赖人工调查和经验判断，存在调查效率低、覆盖范围有限、数据代表性和可比性不足等问题，难以满足当前草原鼠害精细化、科学化治理的需求。近年来，依托无人机遥感等新技术开展黄兔尾鼠监测在新疆部分地区取得了积极进展，但由于缺乏统一的技术标准，在监测时间、频次、样地布设、无人机参数设置、影像处理和鼠洞识别方法等方面差异较大，制约了无人机技术在鼠害监测中的推广应用和效能发挥。因此，为适应新疆荒漠草原鼠害监测由“人工经验判断”向“遥感智能化、标准化诊断”转型的实际需求，本文件以黄兔尾鼠为重点对象，以其常发区为重点区域，构建“样地布设—无人机航摄—影像处理—洞口数监测—精度评价—危害分级—制作专题图—数据上报与归档”的全流程技术规范，明确无人机平台与载荷、飞行参数、影像处理与分类识别方法、精度控制指标及数据管理要求，解决目前各地监测技术不统一、参数设置随意、结果可比性差等问题，提升监测效率、数据质量与业务化应用能力，为草原鼠害防控决策、资源调配和成效评估提供可复制、可推广的技术。为准确掌握黄兔尾鼠发生动态、科学评估危害程度、支撑防治决策提供依据。二、制定标准的意义（一）落实国家法律法规和生物安全战略的重要技术支撑《中华人民共和国草原法》和《中华人民共和国生物安全法》明确要求加强草原鼠害监测预警和综合防治，将重大草原鼠害纳入国家安全和生物安全管理体系。新疆是全国草原鼠害发生的重点区域，黄兔尾鼠灾害频发、危害严重。本文件的制定，为依法开展黄兔尾鼠监测工作提供了统一、规范的技术依据，是落实国家法律法规、维护新疆草原生态安全和生物安全的重要举措。（二）落实自治区草原鼠害治理决策部署的具体实践自治区关于全面推进林长制和加强草原有害生物防治的相关文件明确提出，要强化草原鼠害监测与治理能力建设。自治区政协相关提案也指出，新疆鼠害智能化监测技术应用不足，难以支撑科学决策。本文件以无人机遥感监测为核心技术手段，明确技术规范和危害等级划分要求，是落实自治区关于加强草原鼠害治理、提升监测能力和治理水平的重要技术支撑。（三）服务荒漠草原绿色防控和生态优先治理需求的现实需要在“生态优先、绿色发展”理念引领下，荒漠草原鼠害治理亟需由被动防治向主动监测、精准防控转变。通过制定统一的无人机监测技术规范，综合运用人工监测、无人机遥感和计算机识别等手段，可实现对黄兔尾鼠发生动态的快速掌握和精准评估，为绿色防控措施的科学实施提供基础数据支撑，推动荒漠草原鼠害治理模式转型升级。自2012年以来，新疆大学和自治区林草局草原生物灾害防控中心、各地州林草部门不断进行探索试验，总结了一套无人机监测荒漠草原鼠害技术，并已在3个地州开展试验推广，但是这些实践所积累的方法并没有形成成文的规范与标准，致使各地技术标准不统一，存在防治效果较低的风险。因此，该标准的制定对于提升新疆荒漠草原鼠害监测水平具有重要现实意义。（四）提升草原鼠害无人机监测规范化、标准化水平的迫切需求当前各地在开展无人机监测黄兔尾鼠过程中，技术路线和操作参数不统一，监测结果差异显著，难以形成区域协同防控的数据基础。本文件通过明确监测全流程技术要求，有效解决设备选型不一致、参数设置随意、数据不可比等突出问题，推动新疆草原鼠害监测由经验判断向标准化的转变，对提升基层监测能力和促进技术推广具有重要意义。三、制定标准的内容概况（一）主要内容概述本文件围绕荒漠草原黄兔尾鼠监测工作实际需求，系统构建了以无人机遥感技术为核心的监测技术体系，对监测对象、监测时段、样地布设、无人机作业、影像处理、鼠洞识别、危害等级评价及成果管理等关键环节作出了明确规定，形成了一套流程清晰、操作性强、适用于基层推广应用的技术规范。在监测对象与适用范围方面，文件明确以荒漠草原典型害鼠黄兔尾鼠为监测对象，重点针对近十年内多次发生危害的常发区域开展监测调查，确保监测工作紧密服务于鼠害防控实际需求。在监测时间安排上，规定每年春季和秋季各开展一次监测，分别反映黄兔尾鼠越冬后恢复情况和当年繁殖及危害高峰期特征，便于基层单位系统掌握鼠害年度动态变化。在监测样地布设方面，文件明确了统一、可执行的样地设置原则，根据监测区域面积合理布设样地数量，并对样地面积和间距提出具体要求，既保证监测结果具有代表性，又兼顾基层作业效率，为不同地区之间监测结果的横向对比提供了基础条件。在无人机监测作业方面，文件围绕“如何飞、怎么拍、拍什么”这一核心问题，对无人机平台基本性能、飞行前准备、航线规划、飞行参数设置和影像获取等环节进行了规范，强调在保障飞行安全的前提下获取满足鼠洞识别精度要求的影像数据。同时，要求规范填写无人机飞行记录，为监测过程留存完整技术档案。在影像处理与鼠洞识别方面，文件明确了从影像筛选、正射影像生成到鼠洞识别与统计的基本流程，提出采用基于对象的影像分类方法对鼠洞进行识别，并通过设置统一的识别参数和精度要求，提高不同地区监测结果的一致性和可靠性。通过无人机影像与地面调查相结合的方式，对识别结果进行精度验证，确保监测数据满足业务应用需要。在监测指标计算与危害等级评价方面，文件以洞口密度和有效洞口率为核心指标，明确了计算方法和统计口径，并据此建立了轻度、中度和重度三级危害等级划分标准，为基层人员判断鼠害程度、提出防治建议提供了直观、量化的依据，避免仅凭经验进行主观判断。在成果表达与管理方面，本文件规定了黄兔尾鼠危害等级专题图的制作要求，统一成果表达形式，便于监测结果直观展示和综合应用。同时，对数据整理、成果上报和档案管理提出明确要求，保障监测数据的规范保存和长期利用，为后续动态监测、成效评估和科学决策提供可靠支撑。通过上述内容的系统规范，本文件将黄兔尾鼠无人机监测工作由以往依赖经验和零散探索的方式，转变为流程明确、标准统一、结果可比的技术体系，为基层单位开展荒漠草原鼠害监测、防控决策和生态保护工作提供了可操作、可推广的技术依据。起草过程概述本文件由新疆大学牵头，新疆维吾尔自治区草原生物灾害防控中心（新疆维吾尔自治区野生动植物保护监测中心）、新疆维吾尔自治区林业和草原局、新疆维吾尔自治区质量基础发展研究院以及塔城、哈密、阿勒泰等地草原有害生物监测防治机构共同参与完成。起草工作严格遵循国家标准化工作有关规定，按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则》要求，有序推进。在前期准备阶段，起草小组系统收集整理了近十五年来国内外关于荒漠草原鼠害监测、防控技术及无人机遥感应用等方面的研究成果和技术资料，对相关国家标准、行业标准和地方标准进行了全面梳理和对比分析，为标准框架设计和技术路线确定奠定了基础。在标准立项阶段，起草小组在充分调研和论证的基础上，结合新疆荒漠草原鼠害发生特点和基层监测实际需求，明确了标准的适用范围、主要技术内容和结构体系，完成了标准项目申报并获批立项。在草案起草阶段，起草小组按照既定工作计划，明确分工，围绕监测样地布设、无人机作业、影像处理、鼠洞识别、精度评价和成果表达等关键环节，系统总结前期研究与实践经验，形成了标准草案初稿。在试验研究与验证阶段，起草小组依托“新疆草原生物灾害遥感监测项目”（2019年（合同编号：05140001）、2020年（合同编号：2020670008）、2021年（合同编号：202105140008）、2025年（合同编号：202534140011）；新疆草原有害生物普查（试点）项目（合同编号：202210114001）；新疆草原典型生物灾害遥感监测与防治成效评价（合同编号：202334140015）项目。在新疆塔城地区、哈密市、阿勒泰地区等地开展长期积累的试验数据，对无人机平台及载荷选型、飞行参数、影像处理流程、鼠洞识别方法等进行验证。具体包括验证最佳飞行高度、重叠率、空间分辨率等无人机参数，测试不同分割参数对鼠洞分类的效果，统计分类阈值参数，进行精度验证以及平台软件测试等，为本文件的制定提供试验数据支持。2016年11月7日至11日，由原新疆维吾尔自治区治蝗灭鼠指挥办公室牵头，联合塔城地区蝗鼠测报防治站、乌苏市天运通用航空有限公司、新疆大学郑江华教授研究团队在塔城地区乌苏市巴音沟草原黄兔尾鼠典型危害区，使用动力三角翼飞机对实验检测目标区开展基础数据采集，飞行获取的影像分辨率为10cm～25cm，由于该分辨率未能达到后续鼠洞自动识别所需的0.02m（2cm）标准，导致多幅相片仍需依赖人工目视解译，工作量巨大且可行性低，由此促使项目团队决定次年改用无人机平台。2017年8月8日至9日、9月27日至28日、11月23日至24日，项目团队在乌苏巴音沟牧场开展三次野外调研与自主航拍，旨在系统探索新疆草原黄兔尾鼠鼠害航拍的可行性；8月首次进场即制作17个5m×5m地面样方，使累计样方数量达到61组，9月第二次进场时在4个1/4公顷样方内完成鼠洞计数、堵洞并在实验区布设60个鼠夹，同时首次使用大疆PHANTOM3PRO无人机以30m航高、1cm地面分辨率进行航拍，后续利用eCognition软件以分割尺度35进行面向对象特征提取，将地物初步划分为植被、裸地与鼠洞三类；11月第三次进场补充地面调查与航拍数据，进一步完善鼠洞识别流程。2018年4月至10月，研究小组对巴音沟牧场共计实施7次野外调研，每月一次，形成覆盖完整生长季的连续观测；遥感平台统一采用四旋翼无人机DJIPhantom4ProV2.0，搭载2000万像素镜头，航线规划使用自动飞行控制地面站软件Altizure，航向与旁向重叠率均设为80%以克服多风天气造成的丢片风险，春季调查对上一年秋季观测区进行重复航拍，共获取航片1200余张，并同步布设17个5m×5m样方和17个1/4公顷样方，用于对比分析近两年鼠害动态变化。2019年10月，研究小组在巴音沟牧场开展单次航拍作业，继续使用DJIPhantom4ProV2.0平台，随后利用eCognitionDeveloper软件系统测试不同分割尺度、形状因子与紧致度参数，结果表明当分割尺度设为20、形状因子0.5、紧致度0.5时，鼠洞与其他地物的分割效果最佳，分类精度显著提升，为后续标准参数固化提供了关键依据。2020年5月与9月27日至29日、10月22日至24日，研究小组分两阶段对乌苏巴音沟牧场鼠害进行年度调研，遥感平台仍为DJIPhantom4ProV2.0（2000万像素），航线规划沿用Altizure软件，将航向重叠率调整为75%、旁向重叠率调整为60%，以兼顾风场环境与影像冗余；两次作业共获取航拍视频若干条、正射影像4000幅，空间分辨率达到0.5m，影像覆盖黄兔尾鼠鼠洞发生区、未发生区及周围典型地物，完成平台稳定性、影像处理流程、鼠洞识别算法与精度验证的全套测试。2023年，借助卫星及无人机遥感影像等数据，对乌苏市国家级草原鼠害监测站内的三个围栏进行分辨率高达2cm的无人机航拍，并利用基于对象的阈值特征对影像进行分类。通过设置不同的分割尺度，形状因子和紧致度，发现当分割尺度为20，形状因子0.2，紧致度0.8时，分割效果较好，其它特征因子会造成区域分割尺度不足或分割过度。结果显示黄兔尾鼠洞群在大面积上呈聚集分布，但单个鼠洞分布较为离散。其中一号围栏裸土面积299.8亩、1/4公顷为基本尺度的平均鼠洞密度为225个，二号围栏裸土面积272.3亩、1/4公顷为基本尺度的平均鼠洞密度为326个，三号围栏裸土面积243.2亩、1/4公顷为基本尺度的平均鼠洞密度为178个。在征求意见阶段，起草小组于2025年3月向国家林草局生物灾害防控中心、新疆维吾尔自治区林业和草原局、新疆维吾尔自治区草原生物灾害防控中心、新疆维吾尔自治区草原总站、中国科学院新疆生态与地理研究所、北京师范大学、新疆农业大学、乌鲁木齐市林草种苗站、哈密市生态修复保护中心、阿勒泰地区蝗虫鼠害预测预报防治中心站等18家单位发送标准征求意见稿。共收到39条意见建议，经逐条讨论后采纳27条。根据专家意见建议，起草小组对标准草案初稿进行了反复讨论修改和补充完善，于2025年6月形成了标准送审稿。在标准审定阶段，2025年7月30日，新疆大学组织新疆农业大学、新疆师范大学、自治区林业科学院、自治区草原总站、自治区植物保护检疫站、乌鲁木齐市林草种苗站和自治区质量基础发展研究院的7位专家组成专家组，对《荒漠草原典型害鼠（黄兔尾鼠）无人机监测技术规范》（送审稿）进行了技术审查。专家组在审阅材料、听取起草小组汇报并质询答疑的基础上，对标准内容逐章逐条进行了认真审查和充分讨论，认为该标准内容科学适用，符合标准编写要求，通过标准化监测手段规范了无人机监测黄兔尾鼠的监测、危害等级评价、专题图制作等内容，有效提升了监测效率、数据精度与结果可靠性，推动了害鼠监测工作的科学化和标准化进程。专家组一致同意该标准通过审查。四、制定标准的实验成果本文件的制定建立在长期、系统的试验研究与应用验证基础之上。起草团队依托多项国家和自治区科研与业务项目，围绕黄兔尾鼠无人机监测的关键技术环节，在新疆典型荒漠草原区域持续开展多年度试验验证，形成了一系列成熟、稳定、可推广的实验成果，为标准条款的科学性和可操作性提供了坚实支撑。实