淺析測繪無人機應用標準化體系構建

摘 要：隨著無人機在測繪領域的應用規模不斷擴大，如何在測繪應用中更加規范、有序和高效地使用無人機成為當前亟須探索的課題。文章對全國無人機測繪相關標準和技術規程進行了總結和分析，結合其缺陷和市場需求，探討了測繪無人機應用標準體系建設，提出了急需制修訂相關標準的方向和內容，從加強前期技術論證、完善法規體系和考慮技術創新等方面提出建議，為后續相關標準的研制提供指引和參考。

關鍵詞：測繪無人機，標準建設，標準體系

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.08.009

0 引 言

無人機以其機動性、立體式、智能化的應用優勢，已成為引領現代化測繪地理信息的新驅動，“無人機＋”測繪應用模式在基礎測繪、土地資源調查與監測、土地利用動態監測、數字城市建設和應急救災測繪數據獲取、重大工程建設、國土監察、資源開發、新農村和小城鎮建設等領域有了廣泛應用[1]。當前，測繪無人機使用存在管理不明確、操作規程未定等問題，制約著測繪無人機的良性發展。張斌等人[2]對國內民用無人機產業發展和標準體系建設的現狀進行了總結分析，指出了當下存在的短板。顧偉等人[3]收集分析了國內外航空植保技術、民用和植保無人飛機的現行法規政策與標準，指出了現階段植保無人飛機標準制定需要考慮的因素。吳立志等人[4]在現有警用無人駕駛航空器相關標準和規范的基礎上，提出了警用無人駕駛航空器標準體系構建的目的和原則。目前，缺乏針對測繪無人機標準規范體系的研究，為實現無人機測繪應用規范化、有序化、高效化，需要依據當前科技水平、相關法律法規、實際應用需求，需要對測繪無人機應用標準體系進行研究，研制無人機技術性能、管理制度等方面標準。

1 無人機測繪現行標準制定情況

1.1 現行無人機測繪標準和規程

為更好地使無人機能服務于測繪事業，國家有關部門、各地政府分別根據自身情況出臺了一系列相關技術規程、地方標準和管理辦法。截至2023年12月底，已發布國家標準2項，GB/T 39610—2020《傾斜數字航空攝影技術規程》、GB/ T 23236—2009《數字航空攝影測量 空中三角測量規范》；正在制定的有20191889-T-466《無人機遙感測繪 無人機遙感網絡運行管理信息規范》、20191888-T-466《無人機遙感測繪 無人機遙感系統資源注冊規范》；已發布行業標準4項，CH/ T 1050 —2021《傾斜數字航空攝影成果質量檢驗技術規程》、CH/ T3021—2018《傾斜數字航空攝影技術規程》、CH/T1039—2018《空中三角測量成果檢驗技術規程》、CH/Z 3002—2010《無人機航攝系統技術要求》；已發布地方標準5項，DB42/T 2099—2023《基于傾斜攝影測量的城市級實景三維地理場景模型生產技術規程》、DB64/T 1940.1—2023《寧夏露天礦山動態監測技術規程 第1部分：無人機傾斜攝影測量動態監測》、DB43/T 1769—2020《機載傾斜攝影三維地理信息模型數據成果質量檢驗技術規程》、DB34/T 3713—2020《公路工程無人機傾斜攝影測量技術規程》、DB5101/T 79.3—2020《無人機服務規范 第3部分：測繪》。

1.2 無人機測繪問題及相關標準分析

對現行地方標準和技術規程進行調研，對其內容和實施情況進行統計和分析，可發現目前測繪無人機相關標準主要存在不成體系和完整性欠缺等不足。據統計，已出臺大部分標準多數屬于生產作業、成果檢驗這兩部分。缺乏對無人機及其荷載設備、無人機操作人員的管理規范。相關法規規定不具備可操作性，國家民航部門為了規范管理民用無人機，規定了民用無人機的空域、使用限制等內容，但缺乏有效實施的細則，在設計、生產、銷售等環節上標準滯后、條文不明確。在實踐操作中，無人機的監管主體無法明確，權責不清，國家民航部門也無法對種類繁多的民用無人機統一進行管理。《民用無人駕駛航空器系統安全要求》對微型、輕型和小型無人機的機體結構、動力系統和抗風性等物理性能進行了強制的安全標準，但不涉及設計標準。隨著無人機智能化提升和自主性增強，無人機內置算法對無人機的控制力不斷強化，設計期的飛控系統愈發成為影像無人機飛行安全的重要因素，如無人機在執行任務過程中遭受網絡安全攻擊而導致無人機被控制、危害公眾安全、國家保密數據和個人信息泄露的情形發生，此時會出現無人機產品責任認定困難，第三人風險的責任主體無法確定等難題。

1.3 無人機測繪應用標準體系

目前，與測繪無人機標準體系有三個相關的標準體系，分別是由自然資源部發布的《測繪標準體系》、國家標準化管理委員會、工業和信息化部、自然資源部、農業農村部、國家能源局和中國民用航空局六部門聯合發布的《無人駕駛航空器系統標準體系建設指南（2021年版）》，中國民用航空局結合特定類UAS試運行成果及市場需求也正在統籌制定的《民用無人駕駛航空器系統標準體系》。測繪無人機標準體系應在這三者的基礎上，針對測繪無人機的專業性、特殊性有針對性地進行相關標準建設，包含基礎標準、設備標準、作業標準、管理標準四大類。

基礎標準主要包括測繪無人機常用術語及定義、分類及分級要求、標識代碼的編制原則及方法、分級分類和風險警示等標識、身份識別要求、安全性要求、安全性設計分析準則、安全性評價方法等標準；設備標準主要參考《無人駕駛航空器系統標準體系建設指南（2017—2018年版）》，對測繪無人機的設計、制造、性能要求、飛行控制、數據傳輸、航攝系統等進行規范；作業標準主要是針對無人機在測繪地理信息行業不同場景和類型、不同精度等級數據獲取和處理過程中涉及的技術方法進行詳細規定。

測繪無人機管理與使用標準的制定應參照《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例（征求意見稿）》，對其使用和管理全過程進行細化規范；在測繪無人機平時的使用和管理中，規范部門職責任務、使用存放登記制度、無人機和使用人員信息管理、荷載設備的維修改裝、儀器檢查與制度等內容；結合《中華人民共和國飛行基本規則》，專門制定針對測繪無人機的通用法規條例。測繪無人機的實際使用全流程均應標準進行規范，嚴格規定測繪無人機動用審批權限，空域劃設，飛行計劃內容和申請、使用的組織實施，飛行動態監控和故障處置，安全執飛要素，駕駛員責任監管等全流程環節。重點規范測繪無人機使用條件、規范測繪無人機行為、明確相關人員責任。通過對不同應用場景下的無人機應用需求和風險評估，進一步規范不同類型測繪無人機的適用場景和禁用場景；按照不同任務場景和環境情況規定測繪無人機的規格型號、飛行高度等；明確測繪無人機不當使用會產生的危害后果，對危害程度進行評估和等級劃分，劃分違法責任，旨在提高所有人員的重視，從而引導整個測繪無人機行業健康有序發展。

2 無人機測繪應用標準化體系構建的主要途徑

2.1 注重實際需求，保障規范應用

無人機測繪應用標準化體系構建要從各地測繪單位實際業務需求出發，按照“提出實際功能需求—量化技術指標—論證科學性與可行性—設計定型—試用—生產定型—列裝”的程序加強焐熱及前期技術論證工作，完善荷載裝備配備標準體系，為測繪無人機應用標準體系奠定堅實的裝備和技術基礎。針對目前無人機生產和各類載荷設備生產環節分離，導致市面上無人機和任務載荷設備型號種類多樣，規格標準各不相同的情況，應明確無人機端裝備接口和載荷任務設備具體的性能、尺寸、結構、重量、接口等技術標準，使無人機與荷載設備能夠快速有效地匹配和替換。技術標準論證要考慮到無人機應用的地域適應性，概因氣候環境對無人機性能影響較大，如無人機在北方高寒地區要提高續航能力，在高海拔空氣稀薄地區對無人機升空動力要求比較高，在有較多高大建筑物或者山區對無人機的升高要求高等。目前，無人機在電力、水利、交通、環保和軍用等各行業均有應用，各行業無人機應有和行業特殊標識、印記和顏色，并應基于不同功能用途、起降高度基礎技術指標等對無人機進行劃分，更有效地對無人機測繪應用進行分類管理指導。同時，測繪地理信息數據屬于國家保密數據，無人機采集傳輸數據應采用加密技術處理并采用專用頻段傳輸。大力推動測繪及相關行業科研院所、生產單位結合實際情況研究制定有針對性的技術理論和方法，為無人機測繪應用標準化體系的進一步健全提供有力補充。

2.2 深挖高新技術，標準面向未來

無人機集電力、能源、空氣動力、通訊、GPS、材料結構等多種技術于一體，是高新技術的綜合體現，相關標準規范制定需考慮到未來高新技術的發展趨勢，規范引導行業有序健康發展。如目前正在創建的智慧空中無人機和智慧自動機場，無人機群依托新一代通信技術和地面用戶端進行實時組網，將獲取的高清畫面、定位信息與地面配套移動測繪終端的數據信息實時交互共享，實時多元化信息聯動[5]；依托新一代AI飛控算法及應用模塊，無人機可根據任務場景、地形環境、巡檢要求精細度，自主規劃風險最低、速度最快的飛行路徑，使測繪無人機在執行數據采集任務的同時可以對突發事件進行快速響應，并對接自然資源大數據信息平臺實現智能化數據傳輸和處理，提供不同類型的數據成果[6]；智慧無人機AUTO機場將實現無人機自動存放－自動充電－自動起降－自動更換任務載荷設備及電池，應對無人機型號、數據接口、電池荷載接口等進行提前規范，從而構建一系列基于無人機平臺的智能化測繪標準體系。

3 結 語

無人機在基層測繪作業中得到廣泛探索和推廣，以無人機測繪應用標準化理念為切入點，對目前相關標準規范的發布和使用情況進行了統計和分析，針對當前無人機測繪應用中存在的問題，從完善標準體系、加大裝備標準建設、制定使用和管理規范等方面進行了建議，并結合高新技術的未來發展趨勢指出了未來標準制定需要注意和應銜接的問題。據此，在未來無人機測繪應用實踐和標準修訂制定中，應注重強化頂層設計和進行整體規劃，結合實際應用需求，緊貼科技前沿，通過打基礎、建機制，將測繪無人機引入正確、規范的發展軌道，為切實發揮無人機在為現代化測繪賦能創效中的重要作用奠定堅實的基礎。

參考文獻

[1]郭慶華，胡天宇，劉瑾，等.輕小型無人機遙感及其行業應用進展[J].地理科學進展，2021，40（9）：1550-1569.

[2]張斌，林斌，楊彥彰，等.國內民用無人機系統標準體系構建現狀[J].中國標準化，2019（S1）：122-125.

[3]顧偉，薛新宇，孫竹.植保無人飛機標準現狀與制定建議[J].農業工程技術，2018，38（9）：55-58.

[4]吳立志，朱紅偉，朱祥.警用無人駕駛航空器標準體系建設研究[J].標準科學，2023（10）：88-92.

[5]賈高偉，王建峰.無人機集群任務規劃方法研究綜述[J].系統工程與電子技術，2021，43（1）：99-111.

[6]晏磊，廖小罕，周成虎，等.中國無人機遙感技術突破與發展綜述[J].地球信息科學學報，2019，21（4）：476-495.

作者簡介

武興隆，本科，工程師，主要從事工程測量、無人機測繪等工作。

（責任編輯：張瑞洋）