海洋监视监测无人机应用技术规范

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山东省地方标准

DB37/TXXXXX—2020

海洋监视监测无人机

应用技术规范

Technicalcodeforapplicationofunmannedaerialvehicleinmarinemonitoring

（报批稿）

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

山东省市场监督管理局发布

目次

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

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

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

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

4监视监测内容........................................................................2

5监视监测方法........................................................................2

5.1海域监视监测.......................................................................2

5.2海岛监视监测......................................................................2

5.3海洋灾害监视监测...................................................................2

5.4海洋开发活动监视监测...............................................................2

6监视监测要求........................................................................2

6.1无人机飞行作业通用要求.............................................................2

6.2低空数字航空摄影测量技术要求......................................................3

6.3倾斜数字航空摄影技术要求...........................................................3

6.4红外监测技术要求...................................................................4

6.5高光谱监测技术要求.................................................................5

6.6航空拍摄技术要求...................................................................6

7成果要求.............................................................................6

7.1数学基础...........................................................................6

7.2数字正射影像图.....................................................................6

7.3倾斜摄影数据和三维立体模型........................................................6

7.4红外拼接影像图.....................................................................7

7.5高光谱数据.........................................................................7

7.6红外和可见光视频数据...............................................................7

7.7信息提取............................................................................7

7.8成果制作.............................................................................7

8资料归档............................................................................8

参考文献................................................................................9

11,—1—

刖R

本规范依据GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》规则编写。

本规范由山东省海洋局提出并监督实施。

本规范由山东省海洋标准化技术委员会归口。

本规范起草单位：山东省水产设计院、山东省海洋工程咨询协会、国家海洋技术中心、天津航天中

为数据系统科技有限公司。

本规范主要起草人：贺志鹏、刘麒、王厚军、王平、岳英洁、安玉栓、李勃、杨怡红、高鹰、毕

永坤、李阳、毕晓珂、刘浩、王腾、于冬、王钧俊、路明、李明、刘瑾一。

海洋监视监测无人机应用技术规范

1范围

本规范规定了海洋监视监测中无人机应用技术的内容、方法、要求和成果。

本规范适用于无人机在海域海岛空间资源状况及使用现状、海洋灾害、海洋开发活动等监视监测。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注H期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是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。

CH/Z3001-2010无人机航摄安全作业基本要求；

CH/Z3004低空数字航空摄影测量外业规范；

CH/Z3005-2010低空数字航空摄影规范；

CH/T3021倾斜数字航空摄影技术规程；

CH/T9008.3-2010基础地理信息数字成果1:500、1:1000、1:2000数字正射影像图。

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

海洋监视监测marinesurveillanceandmonitoring

利用各类技术手段,获取海域海岛空间资源及使用现状、海洋灾害、海洋开发活动等各类数据信息，

辅助了解海洋资源、环境与灾害状况的活动。

3.2

低空数字航空摄影测量lowaltitudeaerialphotogrammetry

使用无人机航摄系统在相对高度1000米以下进行垂直向下的影像采集，用于生成大于等于1:2000

比例尺数字正射影像图（DOM）的航空摄影活动。

3.3

倾斜数字航空摄影测量obliqueaerialphotogrammetry

从一个垂直、四个倾斜共五个不同视角同步采集影像，获取到地物顶面及侧视的高分辨率纹理用于

生成三维立体模型的航空摄影活动。

3.4

高光谱监测hyperspectralmonitoring

利用窄而连续的光谱通道对地物进行持续成像，基于表征地物成分的光谱数据对地物种类进行分类

的遥感监测活动。

3.5

航空拍摄aerialphotography

航空器搭载可见光相机从多个角度对特定的地面或空中目标进行拍照或摄像的活动。

3.6

定位定姿系统POSpositionandorientationsystem

惯性测量单元（IMU）/差分全球定位系统（DGPS）组合的高精度位置与姿态测量系统。

4监视监测内容

a）海域：海岸线、滩涂、入海河口、海湾等海域空间资源状况和项目用海、海域海岸带整治修复

等海域使用现状：

b）海岛：海岛的形态、地形、岸线、开发利用活动、植被覆盖等情况；

c）海洋灾害：近岸海域溢油、赤潮、浒苔、海冰、水温异常等情况；

d）海洋开发活动：围填海建设工程、油气开采、运输、养殖、捕捞等活动。

5监视监测方法

5.1海域监视监测

a）低空数字航空摄影测量：获取能反映海域空间资源状况和海域使用现状的正射影像，生成正射

影像图；

b）航空拍摄：获取能反映海域空间资源状况和海域使用现状的可见光像片或视频。

5.2海岛监视监测

a）低空数字航空摄影测量：获取能反映海岛的形态、岸线、开发利用活动、植被覆盖等情况的正

射影像，生成正射影像图；

b）倾斜数字航空摄影测量：获取能反映海岛地形的倾斜摄影数据，生成海岛三维立体模型；

c）高光谱监测：获取能反映海岛植被类型及覆盖情况的光谱影像数据，生成植被分类图。

5.3海洋灾害监视监测

a）低空数字航空摄影测量：获取能反映近岸海域溢油、赤潮、浒苔、海冰等情况的正射影像，生

成正射影像图；

b）红外监测：获取能反映近岸海域水温异常的像片或视频，可生成水温分布图；

c）高光谱监测：获取能反映近岸海域溢油、赤潮、浒苔等情况的光谱影像数据，生成地物分类图。

5.4海洋开发活动监视监测

a）低空数字航空摄影测量：获取能反映围填海建设工程、油气开采和养殖区情况的正射影像，生

成正射影像图；

b）倾斜数字航空摄影测量：获取能反映填海建设工程高度的倾斜摄影数据，生成工程现场三维立

体模型；

c）航空拍摄：获取船舶运输、捕捞等活动像片或视频。

6监视监测要求

6.1无人机飞行作业通用要求

a）作业单位应将起飞重量250克以上（含250克）的民用无人机在中国民航局无人机实名登记系

统中进行登记；

b）作业单位应取得由中国民航局颁发的《民用无人驾驶航空器经营许可证》；

2

C）作业单位应取得由相关航空管制部门出具的空域使用批件，并于作业前报备飞行计划;

d）无人机操作人员应取得中国民航局颁发的“民用无人机驾驶员执照”；

e）无人机安全作业基本要求应参照CH/Z3001-2010相关规定执行。

6.2低空数字航空摄影测量技术要求

6.2.1航摄系统要求

6.2.1.1无人机平台要求

a）无人机飞行的相对高度一般不超过600m,最高不超过1000m；

b）无人机应具备5级风力气象条件下安全飞行的能力；

c）无人机宜具备差分定位系统；

d）无人机的其他要求应按照CH/Z3005-20104.1飞行平台要求相关规定执行。

6.2.1.2数码相机要求

a）数码相机存储器容量应不小于32GB；

b）数码相机的其他要求应按照CH/Z3005-20104.2数码相机要求相关规定执行。

6.2.2航摄计划与航摄设计要求

按照CH/Z3005-20105航摄计划与航摄设计相关规定执行。

6.2.3航摄实施要求

按照CH/Z3005-20106航摄实施相关规定执行。

6.2.4飞行质量与影像质量要求

a）航向重叠度一般为65%~75%,最小不应小于60%；

b）旁向重叠度一般为35%~45%,最小不应小于30%；

c）飞行质量和影像质量的其他要求按照CH/Z3005-20107飞行质量与影像质量要求相关规定执

行。

6.2.5像片控制点的布设和测量

按照CH/Z3004相关规定执行。

6.3倾斜数字航空摄影技术要求

6.3.1航摄系统要求

6.3.1.1无人机平台要求

a）无人机飞行的相对高度一般不超过600m,最高不超过1000m；

b）无人机应具备5级风力气象条件下安全飞行的能力；

c）无人机宜具备差分定位系统；

d）无人机的其他要求参照CH/T3021执行。

6.3.1.2倾斜数码相机要求

a）单相机存储器容量应不小于32GB；

b）倾斜数码相机的其他要求参照CH/T3021相关规定执行。

3

6.3.2航摄计划与航摄设计要求

按照CH/T3021相关规定执行。

6.3.3航摄实施要求

按照CH/T3021相关规定执行。

6.3.4飞行质量与影像质量要求

a）航向重叠度最小不应小于80%；

b）旁向重叠度最小不应小于60%；

c）飞行质量和影像质量的其他要求按照CH/T3021相关规定执行。

6.3.5相片控制点布设和测量要求

按照CH/T3021相关要求执行。

6.4红外监测技术要求

6.4.1红外监测系统要求

6.4.1.1无人机平台要求

a）宜选用旋翼无人机；

b）无人机飞行的相对高度一般不超过120m；

c）无人机巡航速度一般不超过36km/h；

d）无人机的其他要求按照本规范621.1相关规定执行。

6.4.1.2红外成像系统要求

a）热红外传感器分辨率应不低于640X480像素；

b）温度测量范围应不小于-10℃〜100℃；

c）热红外传感器灵敏度（温度分辨率）应不大于0.2℃；

d）测温精度应在±2℃范围之内。

6.4.2监测计划与监测设计要求

6.4.2.1地面分辨率的选择

依据监测任务对监测目标成图精度和测温精度的要求，本着有利于缩短成图周期、降低成本、提高

综合效益的原则自行确定。

6A.2.2监测季节和时间的选择

宜选择水温异常情况频发的季节和时间进行。

6.4.3航摄计划与设计要求

按本规范6.2.2执行。

6.4.4航摄实施要求

按本规范6.2.3执行。

4

6.4.5飞行质量与影像质量要求

按本规范6.2.4执行。

6.5高光谱监测技术要求

6.5.1高光谱监测系统要求

6.5.1.1无人机平台要求

a）宜选用旋翼无人机；

b）无人机飞行的相对高度一般不超过120m；

c）无人机巡航速度一般不超过36km/h；

d）无人机的其他要求按本规范621.1相关规定执行。

6.5.1.2高光谱成像设备要求

a）至少应包括可见光到近红外谱段范围；

b）光谱分辨率优于5nm；

c）应定期检校标定。

6.5.2监测计划与监测设计

6.5.2.1地面分辨率的选择

依据监测任务对监测目标成图精度的要求，本着有利于缩短成图周期、降低成本、提高综合效益的

原则自行确定。

6.5.2.2监测季节和时间的选择

a）海岛植被监视监测宜选择5月~10月进行；

b）海洋灾害监视监测宜选择预警期或灾害发生后进行。

6.5.2.3航摄计划与设计

其他要求参照本规范6.2.2相关规定执行。

6.5.3航摄实施要求

a）航向重叠度不应小于60%；

b）旁向重叠度不应小于30%；

c）航飞前后均需对标定板拍照，拍照时避免标定板灰色区域受阴影干扰；

d）航飞前后均需采集标准反射率数据；

e）宜选择晴朗少云天气进行航飞作业，同一架次的外界天气状况（光照、气温）不应发生剧烈变

化；

f）其他要求参照本规范623相关规定执行。

6.5.4飞行质量与影像质量要求

a）原始航摄数据应至少包含POS数据、影像数据和地面标定板数据：

b）飞行质量和影像质量要求参照CH/Z3005-20107飞行质量与影像质量要求相关规定执行。

5

6.6航空拍摄技术要求

6.6.1航空拍摄系统要求

6.6.1.1无人机平台要求

a）宜选用旋翼无人机：

b）无人机飞行的相对航高一般不超过120m；

c）其他要求按照本规范621.1相关规定执行。

6.6.1.2可见光载荷要求

a）应至少具备俯仰、横滚两轴云台；

b）应具备等效焦距不少于24mm〜50mm变焦范围的镜头；

c）可见光视频分辨率应不低于1920X1080像素，帧频不低于24FPS。

6.6.1.3红外载荷要求

a）应至少具备俯仰、横滚两轴云台；

b）红外视频分辨率应不低于640X480像素，帧频不低于30FPS；

c）其他要求按照本规范641.2相关规定执行。

6.6.2飞行与拍摄要求

a）常规巡查应依据监测任务具体需求，本着有利于降低成本、提高综合效益、不漏拍的原则自行

规划和执行；

b）特定目标巡查应在保证安全的前提下，尽量采取低空、近距离、变焦等方式，对目标进行全方

位拍摄取证。

7成果要求

7.1数学基础

a）坐标系：采用CGCS2000国家大地坐标系；

b）地图投影：采用高斯-克吕格投影，宜按3。分带；

c）深度基准：采用当地理论深度基准面，远海区根据实际情况可以采用当地平均海平面；

d）高程基准：采用1985国家高程基准；

e）面积单位：公顷，小数点后保留4位；

f）长度单位：米，小数点后保留1位。

7.2数字正射影像图

按照CH/T9008.3相关规定执行。

7.3倾斜摄影数据和三维立体模型

三维立体模型数据格式应使用OSGB、OBG、3DML等常用格式。

三维立体模型数据质量要求如下：

a）色彩模式：真彩色模型；

b）颜色特征：反差适中、色调均匀、纹理清楚、层次丰富，无明显失真；

c）模型完整性：避免出现模型缺损（如严重建筑变形、漏洞、错位、漂浮物等），造成模型几何

失真和精度损失；

6

7.4红外拼接影像图

按照CH/T9008.3适用的相关规定执行。

7.5高光谱数据

7.5.1数据处理

高光谱数据应经过辐射校正和辐射定标，消除传感器和镜头在成像过程中的辐射畸变，将影像灰度

值转换为对应的波普辐射亮度，形成地物反射率数据。

7.5.2产品生成

在高光谱图像上选择特定区域，绘制光谱曲线，选定特征光谱波段进行图像输出，得到光谱产品,

生成可视化伪彩色数据。

7.6红外和可见光视频数据

应无明显抖动和水波纹，清晰度良好，格式为通用可解码的视频格式。

7.7信息提取

7.7.1正射影像信息提取

a）海岸线：类型、位置、长度等；

b）河口海湾：形态、面积、开发利用现状等；

c）滩涂：形态、面积、开发利用现状等；

d）项目用海：位置、面积、用海方式等；

e）海域海岸带整治修复：位置、面积、用海方式等；

f）海岛：面积、开发利用状况、植被覆盖、岸线等；

g）溢油、赤潮、浒苔、海冰等海洋灾害：位置、范围、面积等；

h）围填海建设工程：位置、范围、面积、用海方式等。

7.7.2三维立体模型信息提取

提取海岛地形数据，生成数字高程模型（DEM）等。

7.7.3红外拼接影像图信息提取

提取水温，生成水温等温线等。

7.7.4高光谱影像信息提