低空空域数字化模型的构建技术指南

低空空域数字化模型构建技术指南Technicalguidelinesforbuildinglowaltitudeairspacedigitalmodels Ⅲ 2规范性引用文件 3术语和定义 4模型构成与构建流程 24.1模型构成 4.2模型构建流程 5要素实体 5.1空域要素实体 5.2地面要素实体 6要素属性 6.1要素时空状态属性 6.2要素性质特征属性 47模型构建 47.1数据整理 7.2数据导入与清洗 7.3数据矢量处理 7.4模型搭建 8模型应用 8.1空域编码 8.2模型可视化 8.3模型接口 8.4模型维护更新 本文件附录A为规范性附录，附录B、C为资料性附录。本文件依据T/CAS1.1—2017《团体标准的结构和编写指南》的有关要求编写。1低空空域数字化模型构建技术指南本文件规定了低空空域数字化模型的总体构成、构建流程、要素实体、要素属性以及模型应用等要求。本文件适用于低空空域数字化模型的构建、应用和维护更新。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/T2260中华人民共和国行政区划代码国家空域基础分类方法（中国民用航空局，2023年12月21日）无人驾驶航空器飞行管理暂行条例（国务院、中央军委，2024年01月01日）3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1低空空域lowaltitudeairspace不同地区为满足各类低空飞行活动，根据地区特点和实际需要严格按照相关管理要求使用的空域。3.2数字化模型digitalmodels物理实体或抽象概念在计算机系统中的数字化表示，可以被计算机软件读取、处理、分析和可视化。3.3要素实体elemententity低空空域中可以被清晰定义的各类对象，体现为要素记录信息。3.4要素属性elementattributes用于描述特定要素实体性质、特征和状态的各类信息，体现为属性字段。23.5障碍物obstacle对低空飞行产生限制或影响的物体，包括人工障碍物和自然障碍物。3.6模型接口modelinterface用于定义数字化模型的结构和行为规范，包含数据属性和操作方法。4模型构成与构建流程4.1模型构成低空空域数字化模型由要素实体与要素属性构成，如图1所示。4.2模型构建流程低空空域数字化模型可按以下步骤构建：a)汇总数据：依据空域需求，汇总要素实体和明确要素属性；其中要素实体主要涉及空域要素实体和地面要素实体，要素属性主要涉及要素时空状态属性和要素性质特征属性。3b)构建模型：在三维矢量空间中，通过逻辑算法对汇总的数据集进行批量处理并实现可视化表达，构建过程包括数据核准、数据导入与清洗、数据矢量处理、模型构建。5要素实体5.1空域要素实体5.1.1空域静态要素实体主要包括：a)民用运输机场：涉及航空器飞行程序（含进场、离场、进近、等待、复飞等）、最低扇区高度、雷达引导最低高度等；b)通用机场：涉及本场空域、场外训练空域、转场航线等；c)其他低空空域占用情况：涉及其他机场、航空飞行营地、无人机试飞运行基地等空域使用情况，以及已划设的空中禁区、危险区等空域情况。5.1.2空域动态要素实体主要包括：a)电磁影响类：广播电视发射塔、射电天文台、卫星测控（导航）站、航空无线电导航台、雷达站和其他通信、导航、监视等设施设备产生的电磁影响；b)气象影响类：当地气象统计数据及气象实时影响；c)噪声影响类：对噪声影响较为敏感的区域；d)飞行活动影响类：无人机为主的低空飞行活动产生的影响；e)临时空域影响类：满足管控或飞行的需要，临时划定的区域；f)其他影响类：产生影响的其他空域动态要素实体。5.2地面要素实体5.2.1障碍物类要素实体主要包括：a)自然障碍物类：包括地形地貌（山体、峡谷）、高大树木等；b)人工障碍物类：包括高层建筑物及构筑物、各类塔架（广播电视塔、通信塔、高压电力塔、雷达塔、导航塔、微波塔等）、风力发电机、桥梁、架空线缆（高压输电线路、通信光缆和缆车索道等）、烟囱等。5.2.2管理管控类要素实体主要包括：a)重大基础设施类：包括高速公路、铁路电气化线路、港口、公共交通枢纽、航电枢纽、重大水利设施、供水厂、发电厂、变电站、加油（气）站、燃气站、热力站、气象站等重大基础设施及周边一定范围的区域和饮用水水源保护区；b)政务服务类：包括县级及以上党政机关所在区域；c)特殊监管类：包括监狱、看守所、拘留所、强制隔离戒毒所和强制医疗所等监管场所、军事禁区、军事管理区、军工设施保护区域、核设施控制区；d)危险品防护类：包括易燃易爆等危险品的生产和仓储区域，以及可燃重要物资的大型仓储e)历史文化保护类：包括省级及以上重点文物保护单位、重要革命纪念地；f)其他类：包括国界线、实际控制线、边境线，省、市、县、乡行政边界和国家空中交通管理机构规定的其他区域等。6要素属性6.1要素时空状态属性要素时空状态属性是要素在地理空间中的特征以及其随时间变化的情况，包括坐标、高度、面积、形状、空间关系、时空变化等。其中：4a)坐标：要素在地表平面位置的坐标值；b)高度：要素相对于某一基准面的垂直距离；c)面积：要素在二维平面上所占据空间大小的量度；d)形状：要素在空间中的外形轮廓和几何特征；e)空间关系：要素之间在空间上的相互位置和相互作用；表现为不同要素在三维空间中耦合叠加后的相邻、包含、相交等关系；f)时空变化：要素在时间和空间维度上的动态变化过程；表现为不同时段内，要素在空间上的位置和形状变化。6.2要素性质特征属性要素与低空空域产生影响关系的性质特征属性，包括空域分类、空域分区、影响范围、权限等级等。其中：a)空域分类：按照《国家空域基础分类方法》的分类给予属性，其中低空空域主要涉及B类、C类、D类、E类、G类和W类空域；b)空域分区：按照《中华人民共和国飞行基本规则》、《中国民用航空空中交通管理规则》的分区，结合要素的管控要求和数字化模型构建的需要，建议将要素影响空域划分为限制区、管控区、监视区和报告区，各地可按照实际管理需求进行设置和调整，其中：1)限制区：经空域管理部门审批，并需通过地面责权部门许可后，方可飞行的低空空域；2)管控区：除限制区外，满足一定管控条件，可飞行的低空空域；3)监视区：除限制区和管控区外，对航空器飞行安全提升警戒水平的低空空域；4)报告区：除限制区、管控区和监视区以外的低空空域；c)影响范围：要素在水平方向和垂直方向上的影响范围；d)权限等级：要素对低空空域影响范围内飞行活动的管理要求不同，建议增加空域使用权限等级，例如可以划分为一级使用权限、二级使用权限等，具体等级划分可与地方管理部门协商确定。7模型构建7.1数据核准对接空域管理单位、空中交通管理单位、政府相关单位和低空运营企业等，核准低空空域各类要素实体的数据资料。7.2数据导入与清洗7.2.1经核准的数据，按4.1进行数据导入。7.2.2按照附录A表A.1对低空空域各类要素实体的数据资料进行清洗。7.2.3要素实体数据清洗后应排除错误坐标、空缺坐标，坐标符合十进制格式，并且线坐标序列及面坐标序列不得自相交。7.2.4同一类要素数据清洗后须具有相同的几何类型，包括点、线和面。7.3数据矢量处理7.3.1将清洗后的数据批量转化为格式统一的矢量数据集，并按照附录A表A.2填写属性信息。7.3.2矢量数据集须符合CGCS2000坐标系标准；矢量坐标信息宜按照WKT（Well-KnownText熟知文本）或WKB（Well-KnownBinary，WKT的二进制格式）存储。57.4模型构建7.4.1按照《国家空域基础分类方法》的要求，叠加行政区划边界和要素实体分布情况，生成各种类空域模型。7.4.3按照附录A表A.3中各高度层的空域管制距离（米），生成各高度层空域模型。7.4.4根据数据经纬度，选取相应高斯-克吕格3°带投影坐标系，将各种类空域模型和各高度层空域模型进行平面投影转换，并结合附录A表A.3中的要素属性的影响范围，在各高度层生成各类要素实体在水平空间上的分区空域。7.4.5对各类要素实体的分区空域，进行相交面融合处理，进而划定空域评估范围内的限制区、管控区、监视区和报告区，叠加空域使用权限分级和分时段空域使用数据，形成低空空域数字化模型成果。7.4.6数字化模型成果宜满足平面精度与真实坐标值的水平偏差距离在1m之内，高程偏差距离在7.5模型验证7.5.1对模型进行浏览筛选，检查模型有无缺项、漏项和重复情况；7.5.2开展矢量正确性检验计算，检查模型有无多体、负面积等矢量计算错误情况；7.5.3统计各分层空域面积，验证在统一投影坐标系下各分层面积是否一致，并与行政区面积进行校核。8模型应用8.1空域编码空域编码是以低空空域数字化模型为基础，立足天空-地面一体化统筹需求，结合行政区划划分标准，对低空空域数字化模型开展的分区和分层编码的技术过程。本编码是推动低空空域实现权责统一的关键技术手段，支持叠加空域位置码等其他类型编码，推荐地方结合实际推广应用。编码由行政区划码段+自增顺序码段+空域分区码段+空域分类分层码段+空域分级码段+动态码段构成，编码成果示例详见附录B。各码段应满足以下要求：a)行政区划码段：按GB/T2260采用乡级行政区划代码进行编码；b)自增顺序码段：编码须进行空域空间形态排他处理，连片空域采取同一编码进行赋码，并由西北至东南方位进行自增顺序编码；c)空域分区码段：按限制区（XZ）、管控区（GK）、监视区（JS）、报告区（BG）的优先级顺序进行编码；d)空域分类分层码段：在国家空域基础分类方法基础上（涉及B、C、D、E、G、W类空域按空域分层进行编码（分层数量可根据地方需求自定）；e)空域分级码段：空域使用等级划分为一级使用权限（01）和二级使用权限（02）级别；f)空域动态码段：可根据使用需求进行自定义拓展的码段，一般包括日期、时间、气象、电磁和其他动态数据反馈。8.2模型可视化模型可视化要求如下：a)采取CGCS2000坐标系作为平面基准，采取1985国家高程基准作为高程基准；b)叠加数字高程模型(DEM)与低空空域数字化模型，进行真高渲染；c)对模型要素图元信息、静态属性信息及动态属性信息进行可视化表达；d)模型与真实空间位置的水平偏差和垂直偏差均不得超过1m。68.3模型接口模型数据应提供服务接口，用于外部系统的访问、查询，模型数据服务接口示例详见附录C。模型数据服务应满足以下要求：a)模型数据服务的字段名、枚举值与元数据项建议使用拉丁字符集（A-Z,0-9），以保证跨平台、跨语言的无损识别；b)模型数据服务及元数据宜采用UTF-8进行编码；c)模型地图服务接口宜采用瓦片地图服务标准进行接口构建，以瓦片形式减少数据传输体积，提升传输效率；d)模型地图服务接口应符合CGCS2000坐标系平面标准，按需可转化为WGS84坐标系。8.4模型维护更新数字化模型的要素实体和要素属性需定期维护和按需更新，其中：a)空域静态要素实体随事件驱动更新，如民用运输机场飞行程序调整、通用机场建设等事件更新数据；b)空域动态要素实体采取无间断实时热更新，数字模型热更新时间滞后应控制在15min内；c)地面要素实体采取全生命周期管理机制进行更新，进行存续及灭失标定，其更新频率宜高于每半年一次；d)宜构建模型更新ETL工作流（数据提取、转化、加工流程），确保模型数据质量稳定。8.5数据安全模型数据的处理、使用、访问等须遵循国家网络安全与数据隐私保护相关法律法规。7（规范性）低空空域影响要素实体数据整理规则表要素实体数据清洗表单属性表见表A.1,要素实体矢量数据预处理属性表见表A.2，基于要素属性的空域评估表见表A.3。1-是2-是3-否48-是5-是6-是76是86是1、要素名称：为低空空域影响要素实际名2、低空空域影响要素三级类：为满足第五章界定的具体低空空域影响要素，如县级及以上4、低空空域影响要素类别代码：为低空空域影响要素所对应类别代码，填报格式为数8、纬度：为十进制纬度坐标，数据精度为小数点后6位，填报样例如49.907501。1-是2-是3-否4-是5--是1、要素名称：为低空空域影响要素实际名称2、低空空域影响要素三级类：为满足第五章界定的具体低空空域影响要素，如县级及以上3、低空空域影响要素四级类：是对低空空域影响要素实例的细4、低空空域影响要素类别代码：为低空空域影响要素所对应类别代码，填报格式为数81-是2-是3-是4-否58-是6-是7-是8-否9-是