DB43_T 2512-2022 森林火灾无人机勘测技术规范.docx

ICS 13.220.01CCS C8543湖南省地方标准DB 43/T 25122022森林火灾无人机勘测技术规范Technical specification for investigation of forest fire of unmannedaerialvehicle2022 - 12 - 09 发布2023 - 03 - 09 实施湖南省市场监督管理局发 布DB 43/T 25122022目次前言. III1范围. 12规范性引用文件 . 13术语和定义 . 14勘测条件. 25勘测流程. 46作业准备. 57勘测实施. 68勘测成果. 8附录 A（资料性） . 9附录 B（规范性） . 10附录 C（资料性） . 13IDB 43/T 25122022森林火灾无人机勘测技术规范1范围本标准规定了森林火灾无人机勘测作业的术语和定义、作业条件、作业技术规程及注意事项。本标准适用于多旋翼和固定翼无人机参与森林火灾辅助作业的现场勘测。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。GB6962-20211：500、1：1000、1：2000 比例尺地形图航空摄影规范CH/Z 30012010无人机航摄安全作业基本要求MH/T1005-1996摄影测量航空摄影仪技术要求MH/T1009-2000航空摄影技术设计规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。无人机 Unmanned Aircraft利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。旋翼无人机 Unmanned Rotor Aircraft利用多个旋翼与空气进行相对运动的反作用而获得升力的无人机，由旋翼、机体、动力装置、机载电子电气设备等组成。固定翼无人机 Fixed Wing Unmanned Aircraft利用动力装置产生推力或者拉力，并由机身固定翼产生升力的无人机，由机体结构、航电系统、动力系统、起降系统和地面控制站等组成的无人机。无人机系统 Unmanned Aircraft System由无人机以及与其相关的无线电遥控设备、遥控站（台）、任务荷载和控制链路等组成的系统。任务荷载 Task Payloads无人机搭载的完成特定任务的配套设备。勘测任务 Exploration survey task利用无人机系统，从空中动态勘查森林火灾燃烧、蔓延、余火、熄灭等情况，建立正射或三维影像，测量森林火灾过火面积。1DB 43/T 251220224勘测条件基本要求4.1.1无人机操作单位应制定相关的无人机安全管理制度和安全操作规程，购置相关保险。4.1.2无人机执行森林火灾勘测应符合AC-91部关于轻小无人机运行的相关规定。4.1.3无人机森林火灾勘测任务应根据地理条件和环境选择合适的无人机型。4.1.4多旋翼无人机勘测起降场地应相对空旷平坦,起降区域内无高压线及高层建筑；固定翼无人机勘测起降场地在多旋翼起降场地要求的基础上，还需满足进近方向无超高障碍物。4.1.5无人机勘测起降场地应无雷达站、微波中继、无线电通信等强干扰源。4.1.6国家规定的限飞区内飞行高度、速度遵守该区域内相应的限制规定，禁飞区内不应飞行，如确实需要在禁（限）飞区飞行，应按相关要求申请解禁。人员要求4.2.1一个无人机组一般不少于2人，明确一人为组长，组长为飞行负责人，至少配备一名专职或兼职安全员。4.2.2操作人员应经过相关机构培训，并取得相应机型民用无人机驾驶员合格证或执照。4.2.3操作人员在饮用任何含酒精的液体之后的8小时内或处于酒精作用之下，或者受到任何药物影响其工作能力，对飞行安全造成影响的情况下，不得驾驶无人机。4.2.4操作人员应掌握自我防护知识和火场紧急逃生避险技能。4.2.5操作人员应穿着应急作业反光背心。4.2.621起飞全重12kg2额外负载1.5kg3最大飞行海拔4500m4可承受风速6 级5续航时间1.5h6巡航速度巡航速度75km/h，最大平飞速度100km/h7工作环境温度-20°C 至 50° C8防护等级IP441起飞全重5kg2额外负载2.5kg3最大飞行海拔6000m4可承受风速7 级风5续航时间55 分钟6工作环境温度-20°C 至 50°C7防护等级IP441可见光相机防护等级IP442光学变焦20 倍3照片有效像素1200 万，视频有效像素800 万4红外相机支持最低 2 倍数字变焦5分辨率640*5126视频帧率30HZ1总功率65w2LED 功率60w3光通量4398lm4中心光照度7.5°，125Lux50m，28Lux100mDB 43/T 25122022操作人员应保持与应急指挥部门的通信联系。安全员应做好无人机起降安全措施，阻止作业无关人员进入起降区域，协助无人机驾驶员实施安全飞行。4.2.7无人机组执行森林火灾勘测任务，应注意保密，未经允许，不得私自发布或外传飞行任务执行情况、灾害现场图片、视频等数据。无人机系统要求4.3.1多旋翼无人机4.3.2固定翼或混合翼无人机4.3.3搭载荷载参数4.3.3.1可见光红外双光相机4.3.3.2云台变焦灯31CPU 型号i7-9700k,i9-9960X,i9-9880XE 或以上2GPU 型号GTX 980,GTX 1070,RTX 2080 或以上3内存大小小型项目:16GB 内存中型项目:32GB 内存大型项目:64GB 内存4固态硬盘小型项目:  30GB 固态硬盘可用空间中型项目:  60GB 固态硬盘可用空间大型项目:  120GB 固态硬盘可用空间序号无人机系统详细功能1直播有视频直播、录屏直播功能2通讯4G/5G/专网3地图有卫片遥感底图4飞行记录自动同步飞行记录5航线照片可上传照片数据至云端，对应拍照地理位置1输入电压100-240V AC2输入功率1000W3工作环境温度-20 至 504防护等级IP555最大作业半径2000m6充电时间1 小时（每组）DB 43/T 251220224.3.3.3正射相机有效像素2000 万像素4.3.4数据处理工作站4.3.5无人机系统4.3.6无人机机库5勘测流程森林火灾无人机勘测作业流程包括：现场情况收集、制定实施方案、勘测实施准备、勘测实施、填写勘测报告单、签字确认、勘测成果提交。流程图见图1。4DB 43/T 25122022图 16作业准备收集现场情况收到勘测任务后，应对飞行空域、地理位置、交通路线、气象条件、联络人员及火场基本情况进行收集，评估作业机组到达火场时间，确认作业现场是否适合无人机作业。制定实施方案无人机组应根据前期收集的现场情况，制定实施方案，包括但不限于下列内容：1)作业人员及联系方式；2)无人机类型及数量；3)任务荷载、通信设备、充电装置、车辆及其他辅助作业装备；5DB 43/T 251220224) 起降点位置选择；5) 火场位置；6) 飞行高度、速度；7) 安全措施。勘测前准备6.3.1作业人员赶往任务前，须仔细检查设备的状态是否正常。检查工作应按照检查内容逐项进行，对直接影响任务安全执行的车辆、无人机系统进行重点检查。每项检查须两名操作人员同时检查或交叉检查。（检查表见附录A）。6.3.2作业人员到达现场后，应对无人机系统进行安装、调试，确认无人机系统工作正常，并将准备情况报告指挥人员。6.3.3二次确认作业现场条件适合无人机作业，无安全隐患，等待指挥人员指令起飞。6.3.4勘测预飞行作业前，作业人员应按实施方案进行预飞行，确保各系统能正常作业。当出现下列情况时应立即中止作业：1)作业任务取消；2)气象条件发生变化不适宜作业；3)设备故障影响数据传输或保存；4)作业场地火情临近或现场有其它安全隐患；5)不具备与实施救援的其他有人驾驶航空器在同一火场作业等情况。7勘测实施实时勘查7.1.1一般要求1)无人机飞行管理系统和无人机飞行软件需与湖南省森林防灭火信息管理系统共享互通，并实现语音实时通话功能和远程视频、语音实时传输功能；2)飞行软件需具备操控无人机进行实时测点测面功能；3)飞行软件需具备不同时间段拍摄的图片分析对比功能；4)飞行软件需具备全自主航线飞行功能，并且能实现飞行轨迹保存与调取功能，可同时记录拍摄角度、拍摄高度等参数，方便灾后调查时调用前期数据；5)飞行软件需能与其他业务系统集成，实现数据挖掘、智能分析、研判预测等功能。6)过火面积不大于 2 平方千米宜使用多旋翼无人机勘查，过火面积超过 2 个平方千米宜使用固定翼或混合翼无人机勘查。7)勘查过程要求对焦清晰，曝光准确。6DB 43/T 251220227.1.2勘查方法1)勘查视频应通过 4G/5G 或其他专网传输到指挥平台。2)在过火面积大而广的区域作业，应采用扫描法，飞机通过“几”字形航线作业（见附录 B）。在小块分散或狭长的火场作业时，应采用串联法直飞的方式拍摄（见附录 B）。需要对火场中心或重点区域做全方面监测时，应采用环绕飞行方式（见附录 B）。3)作业期间指挥部根据需要对现场情况进行调度指挥，无人机机组人员在保证安全情况下根据指挥部指令实施。4)一般森林火灾，飞行高度应不低于火场上空 80 米，应从火场东、南、西、北四个方位拍摄空视图，并标注前线指挥部、隔离带、方位、侦察时间、火线、火点、烟点、风向标及其它关键要素。5)较大及以上森林火灾，飞行高度应不低于火场上空 120 米，在抵达火场和火情处置完毕后，分别拍摄火场全景图，用于之后火场案例研究。6)重大森林火灾及特备重大森林火灾，应不低于火场上空 200 米，应对火场实施倾斜摄影，三维建模，供指挥部门研究制定火场作战策略。7)无人机操作人员执行飞行任务的同时实时语音播报并同步实时无人机屏幕报告指挥大厅。7.1.3注意事项1)为适应任务需要，飞行高度须超过相对高度 500 米时，在确保安全的前提下，可另选合适起降点。2)无人机作业时，不应直穿森林火灾上空的烟雾层，尽量避免在火场正上方飞行。3)在夜间作业时，应根据指挥人员指令，适时切换可见光与红外光镜头。飞行高度相对昼间适当增加，飞行速度相对昼间减半。4)在昼间作业时，无人机飞行高度宜为真高 80 米，可根据实际情况调整。5)火场现场如无网络信号，为保证数据传输需要有相关处置预案。余火勘查7.2.1一般要求1) 无人机需搭载红外热像仪荷载对整个火场过火区域进行扫描勘查。2) 使用红外热像仪勘察时，应使用录屏回传，发现异常热点时应实时向指挥中心汇报。3) 使用红外热像仪勘察时，应同时关注可见光画面进行对比。4) 使用红外热像仪勘察时，发现异常目标，在保证飞行安全的前提下，尽可能下降飞行高度并且相机正射以减小干扰。7.2.2勘查方法利用无人机搭载红外热成像荷载对整个火场过火区域进行扫描勘查，通过颜色和温度比对的方式，勘查识别地面人员不易发现的地下火及树冠火，阴燃火点，防止复燃形成二次火灾。通常80以上热点有复燃风险。无人机悬停在火场相对安全高度80米实施火场扫描飞行，对于异常热点区域与地面人工复核通报数据不符者应重点观测，排除地下火等特殊情况判定（见附录B）。过火面积测量7.3.1一般要求7序号成果名称成果格式1视频MP42正射Tif3三维OSGB4照片JPGDB 43/T 251220221)过火面积小于 5 平方千米使用多旋翼无人机，过火面积超过 5 平方千米可选用固定翼或混合翼无人机。2)昼间森林火灾处置完毕，确认无复燃情况，30 分钟后可实施森林火灾过火面积测量。3)执行测量任务应确定火场最高海拔点后，再评估飞行高度，以确保飞行安全。如过火面积太大，可分为若干区域测量。4)测量比例应不低于 1:2000。7.3.2测量方法1)航线设计应使用“几”字形航线覆盖全部测区，且至少外扩航高一倍（见附录 B）。2)航线设计应不低于 70%重叠率（航向重叠率不低于 75%，旁向重叠率不低于 70%）。3)对于地形起伏大的区域，实际重叠率应不低于 70%。8勘测成果勘测任务执行完毕，应根据火场实际情况，认真规范填写好无人机勘测报告单(见附录C)。并提交相关成果。填写任务书无人机飞行任务书逐项填写完毕并复核无误后，由飞行负责人、安全员以及现场任务委派当事人（见证人）签字确认。最后由任务委派方人员审核签字，审核人不在现场的，可在事后补签。成果提交无人机任务执行完毕后3天内，应将火场的相关图片、视频等影像及其它数据成果提交给同级相关管理部门备案、归档。8检查项目检查内容是否符合车辆检查是否满油刹车动力有无问题是否自备食品和水无人机检查数量是否满足任务需要外观有无损伤构件连接是否牢固正常线缆有无破损，接插件有无变形、短路螺旋桨有无损伤，紧固螺旋是否拧紧，整流罩是否安装牢固飞控系统、遥控器是否正常通电、通信零配件检查零配件是否齐全有无备品备件电源检查机载电池（包括点火电池、接收机电池、飞控电池、舵机电池等）数量是否满足，电量是否充满电池与机身之间、电池接插件连接是否牢固充电设备是否正常存储设备检查数量是否充足内存是否满足任务荷载检查喊话器能否正常通电喊话喊话器音频能否正常播放变焦镜头能否正常连接和变焦双光镜头能否正常连接和切换抛投器能否正常连接和开合DB 43/T 25122022附录 A（资料性）无人机飞行任务检查清单检查人：                                        复核人：日 期：日期：9DB 43/T 25122022附录 B（规范性）无人机飞行勘测方法及数据处理1勘测航线1.1扫描法图 1.1 扫描航线设计1.2环绕法图 1.2 环绕法航线设计1.3串联法图 1.3 串联法航线设计10颜色温度范围基本特征建议措施400地表火、树冠火的明火点建议有条件的请求直升机参与吊桶灭火，地面人员参与清理200400地下火，不见火焰，有浓烟雾建议地面人员到达所在位置清理余火100200热辐射区，热量大，随时发展成明火80100人为扑灭区域，可能有零星火点遗漏持续关注 30 分钟，防死灰复燃4080已烧完区域，地表仍有余热持续关注 30 分钟1040未被燃烧区域最小程度关注DB 43/T 251220222余火勘测参考方法利用无人机搭载红外热成像荷载对整个火场过火区域进行扫描勘查，通过颜色和温度比对的方式，勘查识别地面人员不易发现的地下火及树冠火，阴燃火点，防止复燃形成二次火灾。2.1飞行方式2.1.1 无人机悬停在火场相对安全高度 80 米实施火场扫描飞行。2.1.2 设定无人机红外相机复查现场余火的临界温度值为：80。2.1.3 通过无人机屏幕显示温度值和温度显示颜色参照判定标准。2.1.4重点区域（80以上）通过开启等温线功能直观判定指定区域温度区间的物体。2.2装备要求多旋翼无人机搭载红外镜头。2.3判定标准在无人机飞行高度为火场相对高度 80 米，红外热成像调色盘为热熔（Fusion），测温模式为低增益情况下，参考不同温度和颜色采取建议措施如下表所示：图 2.1  测温参考表3数据处理3.1数字正射影像 DOM 的生成3.1.1 数据处理设备，推荐参数见 4.3.4。3.1.2 正射影像的自动镶嵌自动镶嵌的过程是 GIS 类软件对该区域内的 DOM 影像进行镶嵌，以完成该图幅的正射影像生成。3.1.3 正射影像的修补对于由于山地起伏航向或者旁向重叠度低而造成的模型之间的漏洞，采用后处理软件的影像修补工具进行修补，修补后的色彩尽可能调色成一致。3.1.4 正射影像的输出经修补后生成的正射影像，按 1：2000 标准分幅图廓坐标进行裁切，得到图幅的影像数据，然后输出相应的文件。11地形类别单模型接边图幅接边平地、丘陵地1.0 (1.5)1.0 (1.5)山地、高山地1.0 (1.5)1.5 (2.0)DB 43/T 251220223.1.5 正射影像的调色生成的正射影像进行最后的匀色，对色彩明显不协调的地方在图像处理软件中进行匀色处理。3.1.6 正射影像的接边检查使用专用图像处理软件对影像进行接边，主要处理图幅两边房屋倒向不致、色调差别太大，及接边处是否存在误差。正射影像的接边限差（mm）：注：表中括号中的限差为个别情况下的接边限差。每一条边都百分之百进行接边检查。最后，测区总拼图检查接边，测区之间检查 接边，确保完整无误。3.2过火面积标定将正射影像图导入 GIS 软件，使用标绘工具对过火区域的边缘进行勾绘，获取整个过火区域后，使用 GIS 软件中的计算功能，测算出过火区域面积。12作业区域/地点作业人员对接人/电话车辆驾驶员出发时间年    月      日    点      分到达时间年    月      日    点      分任务类型巡护侦查 通信保障    视频传输 物资抛投 其他作业设备四旋翼        六旋翼          固定翼        变焦镜头双光镜头    抛投器          喊话器        其他序号起飞地点起飞时间降落时间飞行时间（分钟）备注12345678910合计飞行负责人日    期安全员日    期任务执行情况：经办人日    期审核人日    期DB 43/T 25122022附录 C（资料性）无人机勘测报告单13