T/CSES 123-2023 草地植物多样性无人机调查技术规范

ICS13.020.01

CCSZ00/09

团体标准

T/CSES123—2023

草地植物多样性无人机调查技术规范

Technicalspecificationforunmannedaerialvehiclesurveyofgrasslandplant

diversity

（发布稿）

2023-12-20发布2023-12-20实施

中国环境科学学会发布

目次

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

1范围................................................................................3

2规范性引用文件......................................................................3

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

4调查程序............................................................................4

5调查准备............................................................................5

6数据采集与预处理....................................................................6

7植物多样性调查参数获取..............................................................9

8成果整理与归档.....................................................................12

附录A（资料性）信息记录表............................................................13

附录B（资料性）无人机影像空间分辨率、影像大小的计算方法..............................18

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。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由生态环境部卫星环境应用中心提出。

本文件由中国环境科学学会归口。

本文件起草单位：生态环境部卫星环境应用中心、长光禹辰信息技术与装备(青岛)有限公司、中国

科学院植物研究所、山东省济南生态环境监测中心、中央民族大学、宁波大学。

本文件主要起草人：高吉喜、万华伟、杨斌、李敏、彭羽、孙军、谢淦、孙伟伟、孙晨曦、张军强、

刘建军、杨晓钰、杨刚、王永财、马桂仓、张志如、朱萨宁、高海峰、施佩荣、吕娜。

草地植物多样性无人机调查技术规范

1范围

本文件规定了草地植物多样性无人机调查的调查程序、调查准备、数据采集与预处理、植物多样性

调查参数获取、成果整理与归档等技术要求。

本文件适用于利用无人机开展草地植物多样性调查。

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/T27663全站仪

GB/T39616卫星导航定位基准站网络实时动态测量（RTK）规范

CH/T2009全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范

CH/Z3001-2010无人机航摄安全作业基本要求

CH/T3005低空数字航空摄影规范

CH/T8024机载激光雷达数据获取技术规范

HJ1168全国生态状况调查评估技术规范——草地生态系统野外观测

NY/T2998-2016草地资源调查技术规程

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

草地植物grasslandplant

生长在草地生态系统中的植物。本文件指草地上的种子植物，不包含蕨类、苔藓、地衣等孢子植物。

样地samplesite

为开展观测所选定的一定面积的、能代表群落基本特征（如种类组成、群落结构、层片、外貌以及

数量特征等）的地段。

样方sampleplot

用于观测植物群落特征而设置的取样地块。

样线linetransect

在具有植物代表性的地段中所设置的一条基线。

物种丰富度speciesrichness

一个群落或生境中物种种类数目的多寡。本文件中指草地植物物种的种类数量。

物种频度speciesfrequency

群落中某种物种出现的样方数占整个样方数的百分比。

植被盖度fractionalvegetationcover

单位面积内植被冠层（包括叶、茎、枝）垂直投影面积所占的比例。

地上生物量abovegroundbiomass

某一时刻单位面积内地面以上植物实存生活的有机物质（干重）总量。

4调查程序

草地植物多样性无人机调查工作可分为调查准备、无人机数据采集与预处理、地面验证数据采集、

植物多样性调查参数获取、成果整理与归档等阶段，具体内容见图1。调查前，应结合具体需求，按照

调查程序的要求，制定相应的调查方案，确定调查的主要内容。

方案设计与作业区域资料获取

准无人机平台及载荷选型

备

工调查样地设置

作

飞行前准备

无人机载数据采集

地

面

激

可多验

光

见光证

雷

光谱数

达

影影据

数

像像采

据集

植物多样性调查参数获取

物种多样性指数

植被盖度

生

物种丰富度物

量

植被高度

物种频度

成果整理归档

图1草地植物多样性无人机调查流程

5调查准备

作业区域资料获取和方案设计

5.1.1应根据飞行任务区域范围、数据需求，获取卫星高清影像、地形图、交通图、草地类型图、草

地土壤类型和质地等作业资料，设计草地生物多样性无人机调查方案。

5.1.2飞行作业前，应结合作业资料赴飞行任务区域实地踏勘验证作业区域范围、面积、地势起伏状

况等地理条件，实地踏勘应按照CH/Z3001-2010中5.1条相关规定执行。其中还应包括但不限于以下

信息：

──最大高程差：通过地图工具，大致评估最大高差，并在实地踏勘时询问、对比，确定真实高差；

──优选起飞点：寻找测区范围内或邻近测区的起飞点与转场点，增加有效数据采集时间；

──测区组成：寻找不同气候、不同海拔等生境条件下的草地区域，保证测区内具有当地典型的植

被类型或物种。

无人机平台及载荷选型

应根据数据采集和植物多样性调查需求，进行飞行平台与载荷设备选型。无人机及载荷应符合以下

要求：

a)无人机平台

──无人机满电满载续航时间应不小于20min；

──抗风能力大于四级；

──工作温度范围不超过-15℃～45℃。

b)可见光相机

──有效像素不低于1200W。

c)多光谱相机

──光谱范围不小于400nm～900nm，光谱通道数不低于4个，并至少包括红、绿、蓝、近

红外波段；

──波段半高宽不大于40nm；

──探测器量化位数不低于12bits。

d)激光雷达

──激光雷达点测距误差宜不大于1cm；

──回波数不小于3个；

──扫描频率不低于100000点/秒。

调查样地和样方设置

5.3.1无人机调查样地设置

5.3.1.1在设置样地前，宜采用无人机载多光谱或可见光相机对调查区域获取全局概况图，包括调查

区域面积、植被群落分布、草地长势空间分布等信息，影像空间分辨率宜优于50cm。

5.3.1.2无人机物种调查以样地为基本单元，在调查区域内，按照物种的代表性、典型性，以及草地

长势的差异，分梯度布设样地，样地大小宜设置为30m×30m。

5.3.1.3在样地内规划4条均匀分布的虚拟样线，间距6m，以便于无人机按样线飞行拍摄影像，见

图2。

5.3.2地面验证样方设置

5.3.2.1对于同一调查区域，在无人机调查初期，随机选取部分30m×30m样地，在每个样地中设置

不少于5个1m×1m样方，用于验证无人机调查结果的真实性，样方布设见图2。

5.3.2.2调查方法应符合HJ1168、NY/T2998的规定，并按统一格式（附录A.4）进行数据记录与归

档。

样方1m

1m

30m

样线

30m