T/AOPA 0052-2023 松材线虫病枯死松树无人机监测技术规范

ICS：49.020

CCS：V04

团体标准

T/AOPA0052—2023

松材线虫病枯死松树无人机监测技术规范

TechnicalSpecificationforUnmannedAerialVehicle

MonitoringofDeadPineTreesAffectedbyPineWilt

Disease

2023-10-30发布2023-10-30实施

中国航空器拥有者及驾驶员协会发布

T/AOPA0052-2023

目次

前言...............................................................................II

引言..............................................................................III

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语和定义........................................................................1

4基本规定..........................................................................2

5无人机航空拍摄....................................................................2

6数据及预处理......................................................................4

7枯死松树识别与定位................................................................5

8精度评价..........................................................................6

9成果提交..........................................................................8

附录A（资料性）无人机系统与影像基本要求...........................................10

附录B（资料性）松材线虫病枯死松树无人机监测（普查）报告提纲.......................12

附录C（资料性）相关表格...........................................................13

I

T/AOPA0052-2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由中国航空器拥有者及驾驶员协会（AircraftOwnersandPilotsAssociationofChina，

以下简称中国AOPA）提出、制定、发布、解释并组织实施。

本文件起草单位：浙江同创空间技术有限公司、浙江农林大学、浙江林达林业科技股份有限公司、

杭州爬藤智能科技有限公司。

本文件主要起草人：陈小华、季卓、蔡伟飞、巫建军、陈利杰、吴英俊、奚海霞、金欢、王彬、孙

莹侠、李水坤、张茂震、丁丽霞、孙钰富、张鑫磊、王臻、童义达、徐贤杰。

II

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引言

松材线虫病是森林生态系统中最具毁灭性的森林病害之一，常被称作松树的“癌症”。自1982年在

江苏南京首次发生以来，疫情不断扩展蔓延，松材线虫病已成为我国近几十年来最严重、最危险的重大

林业病害。国家林业和草原局公告（2022年第6号）显示，截至2022年，我国松材线虫病已扩展至19个

省（区、市）731个县级行政区，发生面积超过180万hm²，致死松树数十亿株，造成直接经济损失和间

接经济损失不可估量。目前，还有逾90%的健康松林正面临着松材线虫病传播感染的威胁。松材线虫病

的疫情监测是一切防控的前提。随着无人机技术的进步和多光谱、高光谱信息采集设备的小型化，以及

遥感图像分析算法的不断丰富，无人机遥感监测技术正在以其经济、高效的优势逐渐得到普及，越来越

多的林业相关部门采用无人机遥感测量技术对松材线虫病的疫情进行监测，但目前市场上所使用的相关

设备和技术参差不齐，缺乏统一的技术标准，严重影响监测结果质量。因此，为了行业健康发展，针对

松材线虫病枯死松树无人机监测技术建立一套系统的规范是必不可少的。

III

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松材线虫病枯死松树无人机监测技术规范

1范围

本文件规定了基于无人机平台的松材线虫病枯死松树监测技术的基本规定、无人机航空拍摄、数据

及预处理、枯死松树识别与定位、成果评价与成果提交等。

本文件适用于松林分布区松材线虫病枯死松树无人机监测。

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

GB/T17798地理空间数据交换格式

GB/T23476松材线虫病检疫技术规程

GB/T24356测绘成果质量检查与验收

GB/T26424森林资源规划设计调查技术规程

GB/T39612低空数字航摄与数据处理规范

CH/Z3001无人机航摄安全作业基本要求

CH/Z3002无人机航摄系统技术要求

CH/Z3003低空数字航空摄影测量内业规范

CH/T3004低空数字航空摄影测量外业规范

3术语和定义

下列术语和定义适于本文件。

3.1

无人机unmannedaerialvehicle,UAV

由机体、飞行控制系统、无线电遥控系统、动力装置、起降设备构成的搭载多光谱相机等检测设备

的无人驾驶飞机。

3.2

枯死松树无人机监测deadpinetreesmonitoringwithUAV

将无人机作为空中平台，搭载多光谱/可见光成像设备，通过飞行作业，采集、处理和分析遥感信

息，监测枯死松树并了解松材线虫病扩散蔓延程度的过程。

3.3

多光谱相机multispectralcamera

采用CMOS画面分割技术设计，对同一观测场景，在单片CMOS上实现多光谱同步成像的相机。

3.4

枯死松树光谱特征deadpinespectrumcharacteristics

松树因感染松材线虫病而枯死，光谱反射较正常松树具有明显区别，在不同波长的谱段或谱段组合

可显著区分。

3.5

枯死松树自动识别deadpineautomaticrecognition

依据枯死松树的光谱反射特征值，利用计算机软件对采集图像进行特征分析，将符合特征值的区域

定为疑似枯死松树的过程。

3.6

枯死松树自动定位deadpineautomaticlocalization

对含疑似枯死松树的图像进行地理空间坐标配准，通过特征识别确定每一株疑似枯死松树的空间位

1

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置。

3.7

枯死松树株数准确率deadpinerecongnitionaccuracyrate

目标区验证枯死松树株数与同区域识别枯死松树株数之比。

3.8

枯死松树识别误差率deadpinerecongnitionerrorrate

目标区识别出的枯死松树中，逐株验证为非枯死松树的株数占识别枯死树株数的比例，即逐株验证

发现识别错误株数与识别为枯死松树总株数之比。

3.9

枯死松树定位误差deadpinelocationerror

目标区域枯死松树识别位置与验证位置之间的直线距离。

4基本规定

4.1无人机平台

无人机平台应根据相机重量、尺寸以及作业区地形地势和起降条件等因素选择。无人机平台基本参

数应符合表A.1的规定。

4.2信息采集时间

航空影像采集应在松材线虫病疫情暴发时间段内进行，秋季普查宜为9月中下旬至11月上旬。

4.3起降场

起降场应根据无人机起降方式确定，起降场地应符合下列规定：

a）距离军用、商用机场应在10km以上；

b）起降场地应相对平坦、通视良好；

c）远离人口密集区，半径200m内不应有输电线路、高大建筑物、重要设施等；

d）起降场附近应无正在使用的雷达站、微波中继、无线通信等干扰源，不能确定时，应测试信号

频率和强度，对系统设备有干扰时，应改变起降场地；

e）无人机采用滑跑起飞、滑行降落的，滑跑路面条件应满足无人机性能要求。

5无人机航空拍摄

5.1技术设计

5.1.1实地信息采集

实地信息采集应符合下列规定：

a）摄区或摄区周围应实地踏勘，采集地形地貌、地表植被以及周边机场、重要设施、城镇布局、

道路交通、人口密度等信息；

b）实地踏勘时，应携带手持或车载GPS/北斗终端设备，记录起降场地和重要目标坐标位置，结合

已有地图或影像资料，计算起降场地高程，确定相对于起降场地的航摄飞行高度。

5.1.2航线规划

航线规划应符合下列规定：

a）应根据地形勘察获得的作业区地形地貌、采集的控制点信息，结合无人机平台参数，在地面站

飞控软件上完成航线规划；

b）枯死松树监测航线规划应以往复式航线为主，面积大于20km2（固定翼）的作业区可根据地形

划分为多个小作业区。

5.1.3参数确定

实际作业技术参数应根据作业区地形地势和相机焦距、分辨率等参数调整。无人机作业高度与地面

分辨率的关系如下式：

2

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2��

式中：�=∗2

0.7�cos��

H——航高，单位为米（m）；

——无人机作业设备视场角，单位为度（°）；

N——相机分辨率，单位为（L）；

�——被测点视线与地面垂线之间的夹角，单位为度（°）。

5.1.4��作业方式

区域内地形相对高差50m以下可采用单程飞行方式；相对高差50以上、地形复杂的山区宜采用复

程飞行方式。

5.1.5作业计划

5.1.5.1内容

作业计划应包括下列内容：

a）作业区基本情况：应包括作业区位置、行政隶属、地形、林相、气候、松树分布、交通状况等；

b）作业设计：应包括作业区面积、作业时间、作业方式、作业高度、航线规划、航带设计、起降

场地、作业架次、飞行时间、作业组织和顺序安排等。

5.1.5.2审核

作业计划经主管部门审核后，应向空域和航空主管部门提出飞行申请。

5.2作业准备

5.2.1协调

作业前，应与空域、机场、林业等部门协调禁飞区、飞行高度、通讯频率、飞行避让原则、起降申

报程序等事宜。

5.2.2飞行平台组装和调试

飞行平台组装和调试应符合下列规定：

a）组装：应保证操作规范性，组装正确性、完备性；

b）检测：无人机机体应完好，连接处应可靠；系统遥控、遥测链路应工作正常；电池电量应充足；

油量应充足；发动机应正常；作业设备应正常；

c）微调：应根据飞行场地实测数据，在地面站上调整设置海拔高度、气压高度、地理坐标等参数，

并对无人机舵面舵量、发动机转速微调；

d）地面站准备：电池电量应充足，开机自检，工作状态应正常，应加载飞行区域地图，打开项目，

导入规划航线。

5.2.3人员准备

人员应就位、通信应正常。

5.2.4各分系统联调

地面站和无人机数据通信应正常，飞行器应对地面站发出的控制指令做出正确反应，地面站应实时

准确接收飞机下传的遥测数据。

5.2.5近场飞行测试

近场飞行测试时，应对飞行平台参数、飞行高度、续航能力、起降方式、自动驾驶仪、数据传输，

以及相机等测试，确认工作正常后无人机方可飞行作业。

5.2.6记录设备检查

地面站应记录保存无人机测试数据、任务设备图传数据。

3

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5.3飞行作业

5.3.1飞行计划

飞行前应编制起飞时间、飞行高度、作业时长、航程和降落时间等飞行计划，每架次飞行计划时间

不应大于无人机续航能力的80%。

5.3.2任务规划

5.3.2.1任务规划应符合下列规定：

a）应基于作业区航线规划，对每次飞行任务设定飞行航线；

b）任务规划时应确保影像覆盖测区范围，航线应按常规方法敷设分段飞行，平行于摄区边界线的

首末航线宜敷设在摄区边界线上或边界线外，摄区边界实际覆盖不应少于像幅的30%；

c）航向覆盖应超出摄区边界线至少两条基线。规划航线在起飞前应上传至无人机。

5.3.2.2航线设计参数应符合下列规定：

a）影像空间分辨率：应优于8cm；

b）相对航高：固定翼宜为300m—1500m；多旋翼宜为200m—500m；

c）航向重叠度不应小于80%，旁向重叠度不应小于60%；

d）摄影分区：应根据项目作业范围及测区情况划定；

e）拍摄时间：应以保证影像质量为前提，选择测区最有利气象条件的时间段。对相对高差较大的

山区，应选择最佳作业时间窗口，除宽敞南坡外，其他坡向作业期间太阳高度角不应小于40°。

5.3.3起飞

起飞应选择晴天、能见度和光照比较好的时间段，应在确认GNSS星数足够、周围环境许可的情况

下执行。

5.3.4航摄作业

航摄作业应符合下列规定：

a）无人机应按预先规定的飞行航线进入任务区域飞行，操作人员应通过地面站密切监视飞行高度、

飞行速度、电机转速、发动机转速、剩余油量、电源电压、飞行姿态等工作参数，发现异常时应及