第三次全国农业普查农作物面积遥感测量无人机数据采集细则

第三次全国农业普查农作物面积遥感测量无人机数据采集

细则

（一）目标

无人机航拍影像既可以对星载亚米级影像数据源提供有效补充，又是替代人工实地调查的有效手段。第三次全国农业普查遥感测量工作中，采用人工实地和无人机实地数据采集相结合数据采集方式，提高数据采集的精度和效率，预计可能有10%以上的抽中普查区存在影像数据获取困难或者调查困难需要采用无人机进行测量。

（二）无人机作业基本要求

第三次全国农业普查农作物面积遥感测量工作中，利用无人机设备执行实地调查或者遥感影像数据采集时，作业设备应具备以下基本条件：

（1）能够在农田等复杂环境平稳飞行，可搭载多载荷农业传感器获取遥感数据，数据获取后能够快速处理；

（2）可根据农业调查作业任务框自动规划飞行航线，自主飞行，并同步记录航拍影像与位置、IMU（惯导系统）的姿态数据；

（3）规范化、易操作、安全可靠电动无人机,具备“一键返航”、“紧急降落”等应急响应自动操作能力。

（4）作业能力：续航时间不少于30分钟，有效载荷不小于300g，固定翼飞行高度在100-800米范围内，旋翼飞

行高度在60-300米范围。

（5）无人机起降方式：

固定翼：自动、半自动起飞，以伞降为主要降落方式。

旋翼：全自动垂直起飞、全自动自主降落。

（6）具备无人机光电系统、重力平衡、陀螺仪稳定、传感器测试等自检校功能。

（7）无人机飞行过程中提供不少于3个通道的无线通讯链路。

（8）单架次作业面积：至少0.1*0.1米分辨率，400*400m

（9）安全性：具备两种着陆方式，一是控制台可操控的正常着陆，二是紧急情况下应急处理模式。

（三）无人机影像和解译样方数据质量要求

1、数学基础

根据《工作进度安排和成果要求》内的关于数据成果的统一的数学基础要求执行。

2、无人机影像质量与精度要求

无人机影像是经无人机搭载的航拍相机记录下的单张照片集，完整的影像质量信息包括：

单张照片数据信息：影像尺寸、分辨率、颜色通道、相机型号、光圈值、曝光时间、ISO、镜头焦距等信息。

单张照片对应GPS/IMU数据信息：经度(X)、纬度(Y)、

高度（Z）、横滚(ROLL)、俯仰角(PITCH)、偏航角(YAW)。

满足农业普查遥感测量的无人机采集精度，需达到：

（1）单张照片像素在2000万像素以上。

（2）曝光时间与ISO速度对应，即达到影像色彩分明。

（3）镜头推荐为16-35mm定焦镜头，拍摄照片无失焦。

（4）横滚(ROLL)、俯仰角(PITCH)、偏航角(YAW)三个参数取偏差±个度以内数据，如偏差过大则视为数据不达标。

（5）影像对应地面分辨率（GSD）在1cm-8cm之间，平均投影误差（Mean reprojection error）在0-1个pixel 以内，根据作业数据要求，应用厂商提供的自动处理软件可进行影像预处理（拼接、校正处理），生成影像比例尺达到1:500到1:2000相对成图精度的数据。

（四）流程

图4-7-1生产流程图

无人机航拍获取原始航测影像数据、航测单张照片位置姿态pos数据，对原始数据进行高精度航拍影像拼接处理，通过专业软件自动化生成DOM影像数据；对生成DOM影像数据与基础数据地图数据进行叠加配准校准，确保二者投影坐标系统一致，位置坐标匹配；最后生成航空DOM影像及生产精度报告。具体要求遵照《第三次全国农业普查农作物面积遥感测量遥感影像数据制作细则》执行。

1、工作准备与任务规划

（1）工作准备

①基础数据准备

县、乡镇行政边界抽中普查区边界数据（*.shp）；

200*200米调查任务样本框数据；

根据样框制定的飞行路线；

②设备准备

无人机调查设备（附详细设备列表清单）及便携式GPS 运输车辆，要求有足够的空间放置无人机设备。

（2）任务规划

①航线规划

根据调查样方框，通过无人机地面站软件按照航拍统一标准自动规划航线，航线规划原则：

按《民用无人机飞行航空器驾驶员暂行管理规定》进行

合理的申请、申报等准备工作，如有新规定出台以新规定为准。

从远点往近点飞行

飞行相对高度：旋翼飞机在50米-100米之间，固定翼飞机在150米-350米之间。

航线航向重叠度达到60%-70%，旁向重叠度达到40%-60%，方便影像拼接处理。

单次作业面积：旋翼机约为400米××00米-800米*800米，固定翼约为2千米2千米2千米××00为米-3千米3千米3千米××00为米。超过单次作业面积的样本框，通过分割，分两次甚至多次任务执行。

②应急处理

选取调查任务样本时，准备10%的备用样本，如遇到军事敏感区域、人口密集区域、大量水塘、高压线区域造成飞行无法进行的情况，启动应急预案，调换附近的备用样本框进行飞行，并记录备案。

2、无人机影像采集

（1）采集地面信息

采集无人机测量样方周边的相应主要地物的位置信息和地物名称等信息。

（2）航空影像获取

作业区域内，任务规划建议：获取航空影像需达到航向

优于60%重叠度、旁向优于40%重叠度原始影像。

（3）影像位置姿态数据获取

作业区域内，每张航拍影像建议：由IMU同步记录影像姿态数据，包括经度（X）、维度（Y）、海拔高度（Z）、俯仰角（Pitch）、偏航角（Yaw）、翻滚角（Roll）参数。

（4）野外飞行要求

第三次全国农业普查中无人机航空测量各项工作必须严格按照《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》执行，在满足上述规定的前提下，在对有关条件提如下要求。

天气要求：雨雪天气不能作业；空中风力大于30公里/小时不可作业；能见度大于1000米，云层高度大于500米。

起降条件：起降场应避开人口密集区，高压线，避开地面水域，避开高层建筑等；对于固定翼飞机，起降场以起飞点为圆心200米范围内不能有10米的障碍物，以起飞点为圆心100米范围内不得有高于5米的障碍物，旋翼飞机无此要求。

飞行高度：不同无人机机型选择不同的飞行高度，原则上满足航拍影像空间分辨率优于10厘米即可。

飞行要求：逆风起飞、侧风飞行；相机的光圈值保持在5-10之间；飞行时间尽量选择在9：00---16：00之间，在光线满足摄像条件的前提下进行飞行任务。

3、航片影像预处理