DB41-T 2256-2022 露天矿山环境修复无人机应用技术规范

33.200CCS

A

7741 DB41/T

2256—2022露天矿山环境修复无人机应用技术规范Technical

specification

application

in

open

pit

河南省市场监督管理局 发布DB41/T

2256—2022 前言

.................................................................................

II引言

................................................................................

III1

...............................................................................

12 规范性引用文件

.....................................................................

13 术语和定义

.........................................................................

14 无人机飞行技术准备

.................................................................

35 无人机摄影测量外业

.................................................................

66 无人机摄影测量内业

.................................................................

87 露天矿山环境修复监测

..............................................................

10附录

A（资料性） 航摄飞行记录

........................................................

12附录

B（资料性） 无人机事故情况统计..................................................

13DB41/T

2256—2022 本文件按照GB/T

—《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。本文件由河南省有色金属地质矿产局提出并归口。本文件起草单位：河南省有色金属地质矿产局第七地质大队。本文件主要起草人：刘文毅、王冠华、刘杨、王明明、王振生、刘强、程广国、马鹏远、李春轩、刘颉、张永福、周斌、张云贺、闻金华、孙宏伟。IIDB41/T

2256—2022露天矿山环境修复是实现矿山绿色可持续发展的基础。无人机监测技术具有实时性、机动性、高精度和低成本方面的优势，已经成为露天矿山环境修复的重要技术手段与方法。针对无人机在露天矿山环境修复中对勘查、设计、地形测绘以及动态影像监测的需求，为了提升无人机在露天矿山环境修复应用中的质量，河南省有色金属地质矿产局第七地质大队组织编制了本文件。IIIDB41/T

2256—20221 范围本文件规定了无人机在露天矿山环境修复应用中的相关术语和定义以及设备要求、外业测量、数据处理、监测分析等的技术要求。本文件适用于无人机在露天矿山环境修复中的应用。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/T

7931 1:500

1:2000

地形图航空摄影测量外业规范GB

16423 金属非金属矿山安全规程GB/T

国家基本比例尺地图图式 第11:500

1:1000

1:2000

地形图图式GB/T

23236 数字航空摄影测量空中三角测量规范GB/T

24356 测绘成果质量检查与验收GB

50026 工程测量规范CH/T

1004 测绘技术设计规定CH

1016 测绘作业人员安全规范CH/Z

3001 无人机航摄安全作业基本要求CH/Z

3002 无人机航摄系统技术要求CH/Z

3003 低空数字航空摄影测量内业规范CH/Z

3004 低空数字航空摄影测量外业规范CH/Z

3005 低空数字航空摄影规范CH/T

基础地理信息数字成果1:500

1:1000

1:2000

数字线划图CH/T

基础地理信息数字成果1:500

1:1000

1:2000

数字高程模型CH/T

基础地理信息数字成果1:500

1:1000

1:2000

数字正射影像图DZ/T

0287 矿山地质环境监测技术规程3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1无人机一种由动力驱动、机上无人驾驶、可重复使用的航空器，具有遥控、半自主、自主三种飞行控制方式。[来源：CH/Z

3002，3.2]DB41/T

2256—20223.2无人机系统由无人机机体、飞控系统、通信系统、发射与回收系统、动力系统、地面保障与维护系统以及批准的型号设计规定的其他部件组成的系统。3.3无人机航摄系统以无人机为平台，以遥感数据采集为任务的遥感数据采集系统。3.4地面分辨率数字照相系统收集的地表图像中精细细节的程度，表示图像像素的物理尺寸，通常以米为单位。3.5基线摄影测量中两个相邻摄站之间的连线。3.6摄区航摄任务中遥感数据采集系统能够采集到数据的地面区域。3.7航向重叠航向内相邻像片上具有同一地区影像的部分，通常以百分比表示。3.8旁向重叠相邻航线的相邻像片上具有同一地区影像的部分，通常以百分比表示。3.9像片倾斜角航空摄影时，航空摄影机主光轴与铅垂线的夹角。3.10航线弯曲度一条摄影航线内各张像片主点至首末两张像片主点连线的最大偏离度。3.11数字高程模型用计算机表示的高程数据模型，是规则间隔的高程值的阵列。3.12数字正射影像图利用数字高程模型对数字影像，经逐个像元进行投影差改正，再按影像镶嵌，根据图幅范围裁剪生成的影像数据。3.13数字线划图以点、线、面形式或地图特定图形符号形式表达地形要素的地理信息矢量数据集。[来源：CH/T

9008.1，3]3.14露天矿山DB41/T

2256—2022在地表通过剥离围岩、表土或砾石，采出金属或非金属矿物的采矿场及其附属设施。[来源：GB

16423，3.1]3.15露天矿山环境修复对矿产资源采选过程中的各类生态、地质破坏和环境污染采取人工促进措施，结合生态系统的自我调节能力，逐步恢复与重建露天矿山环境的过程。4无人机飞行技术准备4.1 一般规定4.1.1 人员要求无人机航空摄影人员要求应按照CH

1016

的规定执行。4.1.2 安全作业环境要求无人机航摄安全作业环境要求应按照CH/Z

3001

的规定执行。4.1.3 航摄任务要求接收航摄任务时，应明确任务的需求、时间、地点、区域、要求及成果等内容，并确定航飞区域是否为禁飞区；若为禁飞区，则不能执行任务。4.1.4 资料搜集要求主要搜集作业区的现有地形图、露天开采设计、影像资料、基础控制点以及其它基础地理信息等资料，并对搜集到的资料进行核查，评价资料的可信度与可利用度。资料搜集应符合CH/Z

3003与CH/Z

3004

规定。4.1.5 踏勘要求航摄作业前应对作业区进行踏勘，了解作业区的地形地貌、气候条件、矿山地质环境、露天矿山开采情况，进行分析研究，结合飞行区域的空域条件选定设备类型，制定航飞方案。4.1.6 项目技术设计书编写要求踏勘后编写项目技术设计书，进行任务规划，主要内容包括：目的、任务、作业区范围、作业区概况、无人机作业实施方案、成果内容、计划工期等。编写的技术设计书应符合CH/T

1004

规定。4.2 无人机航摄系统要求4.2.1 系统组成无人机航摄系统技术应按照CH/Z

3002

的规定执行。4.2.2 性能指标要求航摄系统主要性能指标应遵循下列要求：a)

抗风能力应大于

4

DB41/T

2256—2022b)

横滚角、俯仰角、航向角测量误差均应小于

3°；c)

偏航距和航高差应小于

m，航线弯曲度应小于

5°；d)

相对航高不宜超过

1500

m；e)

航测数码相机应采用定焦镜头，有效像素宜大于

f)

快门速度不应低于

s，存储速度应与快门速度匹配；g)

影像存储空间满足项目需求；h)

地面监测系统的地面像元分辨率应优于

1

m。4.2.3 无人机选择根据作业任务要求选择固定翼无人机、旋翼无人机、复合翼无人机或无人飞艇等飞行平台。4.2.4 载荷类型选择载荷类型包括光学相机、成像光谱仪、激光雷达、全球导航卫星系统（GNSS）、惯导系统等传感器及配套设备，具备单独载荷独立工作或多载荷协同工作能力。根据作业任务要求选取不同的载荷类型，载荷的参数应满足任务精度需求。4.3 无人机航摄设计4.3.1 航摄计划需利用收集到的遥感影像、图纸资料和地形资料编制。4.3.2 航摄地面分辨率应根据成图比例尺确定。4.3.3 航摄分区宜完整覆盖整个作业区。当作业区内地形高差大于

相对摄影航高时，应进行航摄分区。4.3.4 航摄分区摄影基准面高度应依据分区内地形起伏与飞行安全条件确定，应以分区内具代表性的高点平均高程与低点平均高程之和的

1/2

作为航摄分区摄影基准面高度。4.3.5 摄区边界覆盖保证应按照

CH/Z

3005

的规定执行。4.3.6 航摄时应根据工期要求选择本作业区最有利的气象条件，确保航摄像片能够真实地显现地面细部特征，宜保证充足的光照度，避免过大的阴影。4.3.7 对于不易从像片上选取控制点的作业区，在航摄前应布设地面标志，并统一编号测量。地面标志应与周边地面具有良好的反差。4.4 无人机航摄实施4.4.1 飞行作业应根据安全要求及无人机的性能选择起降场地和备用场地。4.4.2 应用

GNSS

进行差分计算曝光点平面坐标和高程时，应采用大地水准面模型计算高程异常，将椭球高转化为正常高。4.4.3 静态观测设备状态正常后无人机方可起飞。4.4.4 基准站和机载

GNSS

设备数据采样间隔均小于等于

l

s。4.4.5 每次飞行前后需逐项检查飞行平台、飞控系统、地面监控系统、影像数据采集系统、发射与回收系统和地面保障系统并记录。4.4.6 无人机航拍作业前，应制定应急预案，在发生无人机故障情况下进行人工应急干预，选择安全地点迫降。出现严重事故，危及人身安全和社会安全时，应立即报警寻求帮助。4.5 航摄质量要求DB41/T

2256—20224.5.1 像片航向重叠度一般为

～80%，最小不应小于

；旁向重叠度一般为

～60%，最小不应小于

8%；陡峭山区、矿山复杂地形航向重叠度设置为

～80%。4.5.2像片倾角不宜大于

5°，最大不应超过

°，出现超过

8°的片数不应多于总数的

10%。飞行特别困难地区不宜大于

8°，最大不应超过

°，出现超过

10%。4.5.3像片旋角不宜大于

15°，在确保像片航向和旁向重叠度满足要求的前提下，个别最大旋角不应超过

30°，在同一条航线上旋角超过

°的像片不应超过

3

片；旋角超过

15°的像片数不应超过分区像片总数的

10%。像片倾角和像片旋角不应同时达到最大值。4.5.4 航向覆盖超出摄区边界线不应少于

2

条基线。4.5.5 单航线航摄时，旁向覆盖超出摄区边界线不宜少于像幅的

20%；双航线和多航线航摄时，旁向覆盖超出摄区边界线不宜少于像幅的

50%。4.5.6 摄区航向接边处不应少于

2

条有效重叠基线；摄区旁向接边处宜重叠一条航线飞行。4.5.7 同一航线上相邻像片的航高差应小于等于

m，最大航高与最小航高之差应小于等于

50

m，实际航高与设计航高之差应小于等于

50

m。4.5.8 航摄中出现的相对漏洞和绝对漏洞均应及时补摄，应采用前一次航摄飞行的数码相机补摄，补摄航线的两端应超出漏洞之外

2

条有效基线。4.5.9 每次飞行结束均应填写附录

A

航摄飞行记录。4.6 影像质量要求4.6.1 影像应清晰、层次丰富、反差适中、色调柔和，应能建立清晰的立体模型。4.6.2 影像上不宜有云、云影、烟、大面积反光、污点等缺陷。存在不影响立体模型连接和测绘的少量缺陷时，可用于数字线划图生产。4.6.3 曝光过程中的像点位移不宜大于

1/3

个像素。4.7 质量成果检查及整理4.7.1 影像的清晰度、层次、反差和色调可通过目视检查。4.7.2 数字像片的重叠度和航线弯曲度宜采用软件检查。4.7.3 有定点曝光记录装置时，航高检查利用其记录的曝光点坐标，通过相应软件进行。摄区、分区、图廓覆盖、航摄漏洞检查宜采用质量检查软件进行。4.7.4 无人机定位姿态（）数据应与航片编号记录严格对应。4.7.5 航空摄影资料要求航空摄影资料应包括下列内容：a)

项目技术设计书；b)

航摄飞行记录表；c)

影像数据；d)

标明飞行方向、起止像片编号的航线示意图；e)

POS

数据；f)

相机鉴定报告；g)

实时差分定位设备（RTK）校检报告；h)

航摄资料移交书；i)

其他相关资料。DB41/T

2256—20225无人机摄影测量外业5.1 一般规定5.1.1 基础控制点精度应满足

50026

规定的工程首级控制网精度要求。5.1.2 工程的首级控制点密度不能够满足要求时，应进行加密测量。5.1.3像片控制点平面中误差不应大于图面

0.1

mm，高程中误差不应大于基本等高距的

l/10。5.1.4 坐标系应采用

2000

国家大地坐标系（CGCS2000），地图投影应采用高斯-克吕格投影；高程系统应采用

1985

国家高程基准。5.1.5 外业补测成果精度应满足工程成图精度要求。5.1.6 野外布设控制点按照

GB/T

7931

的规定执行。5.2 像片控制点布设5.2.1 选点要求像片控制点选点应遵循下列要求：a)

像片控制点的目标影像应清晰，易于判刺和立体量测；b)

像片控制点可公用，单航线宜布设在航向

3

片重叠范围内，多航线宜布设在航向及旁向

6

片或

5

片重叠范围内；c)

高程控制点点位目标应选在高程起伏较小的地方，以线状地物的交点和平山头为宜；狭沟、尖锐山顶和高程起伏较大的斜坡等，均不宜选作点位目标；d)

像片控制点点位距像片边缘不应小于

150

像素；e)

测区四角及航线交叉处应布设像片控制点；f)

位于自由图边、待成图边以及其他方法成图的图边控制点应布设在图廓线外；g)

布设控制点时应根据现场条件选择标记方式或布设标靶。5.2.2 区域网布点原则采用区域网布点时，应在航线首末两端各布设一排平高控制点，中间根据航线长度等分布设若干排平高控制点。相邻两对平高控制点间的航向基线跨度宜为10～15条基线，最大不宜超过20条基线。相邻平高控制点旁向航线跨度宜为2～4条航线。5.3 像片控制点测量5.3.1 基础控制点使用原有编号，像片控制点应统一进行编号。5.3.2 像片控制点的测量宜采用连续运行参考站（CORS）系统、GNSS

和

测量方法。5.3.3 像片控制点需要在数字影像上选点、标记，准确标识出刺点位置并制作像控点点之记。5.3.4 像片控制点测量时，应拍摄包含有像片控制点位置的现场远景及近景照片，与像控点点之记一并提交。5.4 像片调绘5.4.1 调绘前应熟悉作业区像片、研究作业区特征、选择调绘路线、合理分配人力资源、制订调绘计划。5.4.2 调绘宜采用“先内后外”的作业方法。DB41/T

2256—20225.4.3 采用全要素调绘，不应遗漏要素和属性；要素的符号和注记设置以方便立体测图人员准确判读为原则，可由技术设计书明确规定。5.4.4 调绘前应对立体测图采集的数据进行检查，主要检查采集的数据是否有错误和遗漏；调绘时应对内业判读和采集数据进行核查，对错漏的地理名称、地貌要素、属性以及注记等进行修改。5.4.5 调绘应与立体测图、数据编辑有效同步，保证地形要素的完整性和准确性。5.4.6 当采用数字影像调绘时，宜直接使用数字正射影像或数字正射影像套合矢量数据进行调绘。调绘用数字正射影像宜保持数字影像的原始分辨率。5.4.7 当采用纸质资料调绘时，调绘的像片、数字正射影像或者矢量数据宜按成图比例尺输出调绘用图。调绘像片比例尺应以地物复杂程度确定，露天矿山开采区和地物复杂区宜大于成图比例尺。5.4.8 调绘范围应略大于成图范围，应保证成图范围内地物完整性。5.4.9 摄影后新增的地物应进行补调或补测，拆除的地物应在影像上标记。5.4.10 影像上能够判别的依比例尺标识的地物，调绘时宜只做性质、数量调查，其位置、形状以内业立体模型为准。5.4.11 调绘影像接边处的房屋、道路、管线、河流、植被等地物的符号、注记及属性应一致。5.4.12 尾矿库、矸石堆（废石堆）、排土场、边坡、露天采场、破碎站、工矿厂房、临时设施厂房、排污水渠（沟）等矿山地物应实地调绘。5.4.13 矿山修复区内宜调绘植被覆盖类型。5.4.14 调查作业区内水域和水文地质情况。5.4.15 调绘成果使用的符号、文字宜按照

GB/T

20257.1

的规定执行，以方便内业人员准确判读为原则。所用符号、文字应统一、清楚、易读、实用。具体要求应在技术设计书中明确规定，必要时采用图例说明。5.5 外业补充测量5.5.1对内业立体模型中无法正确采集高程值以及精度不能满足要求的区域，应进行外业地形点补测。5.5.2 利用无人机航测进行断面数据获取时，宜进行外业补充测量。5.6 成果质量检查与整理5.6.1 外业成果整理要求外业成果整理应遵循下列要求：a)

调绘和补测成果应分区块按一定顺序进行整理；b)

单航线布点的控制成果应按航线进行整理；c)

区域网布点的控制成果应按区域网进行整理；d)

像片控制点的现场照片文件名应与像片控制点编号相对应整理。5.6.2 外业成果资料成果资料宜包括下列内容：a)

控制点点之记、成果表及原始数据；b)

外业调绘图；c)

外业补测数据；d)

其他相关资料；e)

外业成果质量应按照

GB/T

24356

的规定进行检查和验收。DB41/T

2256—20226无人机摄影测量内业6.1 一般规定6.1.1 根据作业任务要求选取

、

或

1:2000

的成图比例尺。6.1.2 根据作业任务要求可选择制作作业区数字线划图、数字高程模型、数字正射影像图和地形三维模型等数字成果资料。6.2 空中三角测量6.2.1 内业加密点选点要求加密点选点应遵循下列要求：a)

加密点一般选刺在

6

个标准点的点位附近，要求均匀分布，加密点位构成的图形大致成矩形为宜，点位高差不宜过大；b)

自动相对定向时，每个像对的内业加密点数目不宜少于

30

时，每个像对内业加密点数目不宜少于

9

个；c)

像片控制点刺点时应选刺不低于五张的非连续像片，刺点时大小误差应符合内业规范要求；d)

两个立体像对（中间一张像片）覆盖一幅图时，测图或纠正用的定向点选在像片上距离图廓点或者图廓线

1

cm

范围内，偏离通过主点且垂直于方位线的直线一般不大于

1

cm；e)

平地纠正点应避免选在土堤、洼地、房顶等不能代表一般地面高程的目标上，林区应尽量选在林间空地的明显点上；f)

沿河道、山谷布设的航线应注意标准点之间的高差，以免出现相对定向的不确定性；g)

在地形复杂及起伏较大的地方，需增选多个点，满足精度需求。6.2.2 空中三角测量相对定向精度要求相对定向的精度应遵循下列要求：a)

平原、丘陵等地的内业加密点上下视差中误差应小于

0.5

个像素，最大残差应小于

1

山地等高程起伏较大地区上下视差中误差应小于

1

个像素，最大残差应小于

2

个像素；b)

相对定向精度、基本定向点残差、多余控制点不符值及区域网间公共点较差限值符合GB/T

23236

的规定。成果仅用于数字正射影像图制作时，高程精度可适当放宽。6.3 数字线划图6.3.1 数字线划图采集数字线划图数据采集应遵循下列要求：a)

数据采集应使用全数字摄影测量系统完成；b)

宜采用地形三维模型进行立体数据采集；c)

原则上是外业定性、内业定位。当确认外业调绘有错误时，内业应根据立体模型进行改正；d)

相邻像对接边地物点平面误差和等高线高程误差不应大于中误差的

1.5

倍；e)

采集并注明露天开采区、挖损区、压占区、采空区、边坡、植被破坏区、土地破坏区和景观影响区等采矿影响区域；f)

采集并注明崩塌、塌陷、滑坡、裂缝等地质灾害区域和地质灾害风险较高的区域；g)

采集并注明选矿尾水以及废石、废渣堆场、尾矿库区；DB41/T

2256—2022h)

地物地貌元素应参照调绘资料，根据立体模型仔细进行辨认和测绘，不应有错漏、移位和变形。道路、管线、沟堤等线型元素应跟迹描绘、走向明确、衔接合理；i)

绘制等高线时，应用测标切准模型描绘。倾斜地段的相邻两计曲线距离在图上小于

5

可只测绘计曲线，插绘首曲线；j)

立体采集地形线时应用测标切准地面描绘；茂盛植被覆盖区域，应加植被高改正或根据外业补测数据修正；k)

检查外业补测数据，对外业补测数据与内业立体采集的数据不一致的地方，应及时记录并查找原因进行改正。6.3.2 数字线划图编辑数字线划图数据编辑应遵循下列要求：a)

图形编辑工作应在专用的图形编辑系统上进行。根据外业调绘资料，对所采集的数据进行修改、增删和编排；b)

当点状地物相距很近、同时绘出有困难时，可将重要地物突出表示，另一个地物移位表示，但应保持相互的位置关系，并保留图上

的间隔；c)

当双线道路与房屋、围墙等高出地面的建筑物边线重合时，可以建筑物边线代替道路边线；d)

当同一杆架上有多种线路时，可只表示其中主要线路,e)

地貌以等高线表示，明显特征地貌以符号表示。山顶、鞍部、山脊、谷底、独立石、坑穴、陡崖等应测注高程；f)

当等高线的坡向不能判别时，应加绘示坡线；g)

当地类界与地面上有实物的线状符号重合时，可省略不绘；与地面无实物的线状符号重合时，应将地类界移位图上

0.2

mm

绘出；h)

作业区内的河流、污水池、排水沟等水域应注记名称；i)

接边处应保证各要素合理、完整、无缝连接；j)

地类界与行政区界线相重合时，只表示行政区界线，不同等级的行政界线相重合时应遵循高级覆盖低级的原则，只表示高级行政区界线；k)

图式要求应符合

GB/T

的规定；l)

数字线划图应符合

CH/T

9008.1

的规定。6.4 数字高程模型6.4.1 数字高程模型格网尺寸及精度指标按照

CH/T

的规定执行。6.4.2数字高程模型宜通过全数字摄影测量软件自动生成，并逐个模型进行人工检查和编辑。大面积植被覆盖区应进行植被高修正。6.4.3 对编辑完的数字高程模型应进行检查，检查无问题后方可提交。6.5 数字正射影像图6.5.1正射纠正时对平地、丘陵地宜采用隔片纠正，对山地、高山地以及平地和丘陵地中的居民地密集区宜采用逐片纠正。6.5.2 正射影像生成前应进行匀光匀色处理。6.5.3 影像镶嵌精度应优于

2

个像素。6.5.4 影像图面应清晰、反差适中、色调均匀，不应有重影、模糊或纹理断裂等现象；影像应连续完DB41/T

2256—2022整，灰度无明显不同；彩色影像色彩应平衡一致。6.5.5 涉及保密的内容应进行保密处理，同时与数字线划图成果保持一致。6.5.6 数字正射影像图成果应符合

CH/T

9008.3

的规定。6.6 地形三维模型6.6.1 地形三维模型宜采用三维地形数据自动生成，并叠加数字正射影像来表达。6.6.2 地形三维模型应模型完整、纹理清晰，不应有模糊、模型损坏、地物错位现象。6.6.3 地形三维模型几何精度应根据作业任务要求确定，满足数字线划图采集需求。6.7 成果质量检查及整理6.7.1 成果质量要求内业成果质量应按

GB/T

24356

进行检查和验收。6.7.2 成果资料内容成果资料内容包括：a)

相机文件；b)

畸变校正后影像；c)

像片控制点坐标；d)

像片外方位元素；e)

空中三角测量平差报告；f)

数字线划图；g)

数字高程模型；h)

数字正射影像图；i)

地形三维模型；j