T-LYCY 3071-2024 森林草原防火无人机监测技术规范

ICS65.020.01CCSB60Technicalspecificationforfirepreventionunmannedaircraftmonitoringofforestandgrassland2024-12-16发布中国林业产业联合会发布T/LYCY3071-2024 2规范性引用文件 3术语和定义 4系统组成及要求 4.1系统组成 14.2系统要求 24.3任务载荷要求 25基本要求 25.1通用要求 25.2作业人员要求 36遥感监测要求 46.1现场勘测 46.2空域申请 46.3航线规划要求 46.4无人机作业要求 46.5数据采集要求 57影像及数据分析要求 58成果整理与提交 6附录A无人机系统典型任务载荷配置 7附录B森林草原防火无人机监测作业方案 8附录C森林草原防火无人机监测作业记录单 9附录D森林草原防火无人机监测作业总结报告 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》给出的规则起草。本文件由中国林业产业联合会标准化技术委员会提出。本文件由中国林业产业联合会归口。本文件起草单位：北京中航智科技有限公司、湖北电鹰科技有限公司、深圳联合飞机科技有限公司、中国科学技术大学、南京恩博科技有限公司、北京江山恒远科技有限公司、中科海智（北京）科技有限公司、成都市无人机产业协会、蜂巢航宇科技（北京）有限公司、上海工程技术大学、沃可空天科技（苏州）有限责任公司、襄阳国铁机电股份有限公司、苏州星目智能科技有限公司、北京国富恒经济信息咨询有限公司。本文件主要起草人：韦文静、蔡晓东、严鹏勇、范欣林、张元瑞、李笑、李晓亮、刘海波、李波，程世辉、白旭旭、贾良现、关振君、张启兴、王冲、封晓强、曹毅超、潘健、刘运书、王雪锋、刘云浩、刘磊、何先定、陈宗杰、刘铁军、管宏伟、熊根良、曹喆、曾建勇、李永江、鲁恩顺、叶旭辉、乔新芳。1T/LYCY3071-2024森林草原防火无人机监测技术规范本文件规定了森林草原防火无人机系统的组成、基本要求、遥感数据获取和数据分析处理等技术规范。本文件适用于利用旋翼无人机平台进行森林草原火情遥感监测技术方案设计、林草火灾隐患排查、火情监管等作业。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/T35018民用无人驾驶航空器系统分类及分级GB/T38152无人驾驶航空器系统术语MH/T1069无人驾驶航空器系统作业飞行技术规范CH/Z3001无人机航摄安全作业基本要求DB63/T2069-2022森林草原防火无人机监测预警技术规程3术语和定义GB/T38152界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1防火无人机firepreventionunmannedaircraft从事防火监测飞行活动的遥控航空器和／或自主航空器。3.2旋翼无人机unmannedrotorcraft由动力驱动，飞行时凭借一个或多个旋翼提供升力和操纵的，能够垂直起降、自由悬停的垂于空气的无人驾驶航空器。3.3光电吊舱optoelectronicpod将光电传感器集成于陀螺稳定平台,可安装于机体外的具备气动外形及一定防护能力的设备。4系统组成及要求4.1系统组成2森林草原防火无人机系统可按GB/T35018划分为小型、中型和大型，一般由以下部分组成：a)无人机平台，主要由机体、飞行控制系统、动力装置、着陆装置、电气系统、机载数据终端以及其他设备组成；b)控制单元，由地面控制终端、地面数据终端等组成；c)任务载荷，由可见光、红外、激光测距传感器或光电吊舱设备、喊话设备、探照灯、倾斜摄影相机等任务装备组成；d)数据分析单元，由硬件设备、数据接口及火情分析管理软件组成；e)保障与维修设备。4.2系统要求4.2.1系统功能要求森林草原防火无人机系统应满足下列要求：a)系统应具备垂直起降、自主飞行和遥控飞行的功能；b)系统应具备对无人机平台及任务载荷的状态参数采集、控制、信息回传和监控的功c)系统应具备通信中断等紧急情况下自主返航和应急降落功能；d)系统应具备昼夜间对火点进行探测、识别的功能；e)系统应具备北斗导航定位功能；f)系统应对任务载荷所采集的航空遥感监测数据进行分析，具备智能识别火情、烟火报警、火情上报的功能，可进行报警策略管理、自动生成监测报告，具有对带地理坐标的回传数据自动记录时间、设备识别号、自动命名、自动存储等功能；g)系统应提供供电设备、专用工具、照明设备等地面保障与维修设备。4.2.2系统性能要求森林草防火无人机系统应满足下列性能要求：a)空载最大续航时间：不小于60min；b)环境适应性：在-20℃~+50℃环境温度下正常工作；c)空中抗风能力：7级；d)通视条件下最大通信距离：不小于10km。4.3任务载荷要求森林草防火无人机系统的任务载荷应满足下列要求：a)具备对不大于2m×2m烟火点识别的功能（距离不小于2km）；b)可见光传感器分辨率：不小于1920×1080；c)红外传感器分辨率：不小于640×512；e)激光测距范围：优于3m～2000m，测距精度±5m；f)激光测距器波长范围：满足人眼安全要求；g)喊话设备有效广播距离：不小于500m；5基本要求5.1通用要求3执行航空遥感监测任务的森林草原防火无人机系统应满足下列要求：a)根据监测面积、执行任务性质、作业区地形地貌、起降条件和飞行高度等因素选择合适的任务载荷类型和无人机平台；b)优先选择抗风能力较强、能够挂载多任务载荷、续航时间长的无人机，小型旋翼无人机能够搭载光电吊舱、喊话设备等，中型、大型旋翼无人机能够搭载光电吊舱、灭火弹、抛投设备等；c)无人机系统典型任务载荷配置可参考附录A；d)在符合作业无人机及任务载荷的限制条件内作业，作业安全要求应符合MH/T1069和CH/Z3001的规定；e)依据任务区域、地形特点、无人机平台和任务载荷的技术能力规划执行任务的方式，监测飞行方式有线性扫描、环绕、重点串联等；f)作业宜在良好天气条件下进行，在雪、大雨、大风、冰雹等恶劣天气下，不应开展监测作业；g)除禁飞区外，航线规划应根据监测要求、天气、信号干扰、无人机飞行能力、任务载荷性能等因素确定，应遵循“安全为主、高效协同”的原则；h)起降点应选择开阔平整、符合无人机起降要求的场地，并配有防灭火设施，起降航线不允许存在影响飞行安全的障碍物；i)航线分类宜根据设备特性、运行情况及监测航线复杂程度进行分类管理；j)无人机系统的存储条件应满足各型无人机存放、充电、维护保养的技术要求；k)遥感监测数据的管理应符合自然资源领域数据安全管理办法。5.2作业人员要求5.2.1基本要求森林草原防火无人机系统的作业成员应满足下列要求：a)应熟悉无人机防火监测作业方法和技术手段，具备识别火情能力；b)应根据火情监测情况合理配置人员，作业成员可分为无人机操作人员和遥感监测数据分析人员；c)作业成员应掌握无人机运行维护工作要求，熟悉任务区域环境及地形情况；d)具备应急处置、人员救援、夜间作业和故障排除能力。5.2.2无人机操作人员要求森林草原防火无人机系统的无人机飞行操作人员应满足下列要求：a)应取得公安部、中国民用航空局或国家消防救援局颁发的执照，具有相应机型的操作资质；b)按照作业机型勤务要求完成航前、航后检查工作及航务工作；c)上岗前进行机型技术和安全培训。5.2.3遥感监测数据分析人员要求森林草原防火无人机系统的遥感监测数据分析人员应满足下列要求：a)熟悉掌握森林草原防灭火相关知识；b)获得任务装备操作上岗证书；c)经过保密教育培训。46遥感监测要求6.1现场勘测现场勘测工作应满足下列要求：a)资料和信息收集：作业人员应提前获取任务区域的地形地貌、海拔高度、气象环境、植被分布、所需空域以及周边的机场、重要设施、城镇布局、道路交通、人口密度等信息，为起降场地的选取、航线规划、应急预案制定等提供基础资料；b)作业规划：根据作业无人机单架次巡视半径，对任务区域进行合理分段，针对各任务区段应分别选取无人机起降点；c)作业方案设计：根据勘测及调研收集资料，编写无人机防火作业方案，作业方案应包含组织措施、技术措施、安全措施、应急预案等（内容参考附录B）。6.2空域申请空域申请工作应满足下列要求：a)执行作业任务前，应取得空域批复，并根据相关要求提前做好政府管理部门备案工作；b)作业前应按照军民航管制单位要求开展空域计划申报、放行申请、飞行实施和动态报送工作；c)无人机飞行时应严格遵守相关规定，在空域批复范围内开展飞行作业；d)开展火情应急巡视时，应办理临时作业空域申请。6.3航线规划要求航线规划工作应满足下列要求：a)航线规划前，对监测点位统一命名，拍摄点影像应根据监测点位名称自动命名；b)航线规划时，应根据森林草原平面图、全景图及无人机系统情况，选择最优路径，并确定起飞点、归航点及必要辅助点；c)航线路径宜采用纵向和横向直线，应避免来回交叉。对于重点关注区域，可多角度往复巡视；d)起降点应与森林草原重要设备保持至少100m的安全距离；e)起飞点、归航点应设置在垂直方向上无障碍物的空旷空间；f)备降点应设置在勘察过的平整场地；g)出航航路和归航航路的净空应满足爬升角和下滑角限制；h)航线规划后，应通过模拟飞行与人工校验相结合方式对航线审核。6.4无人机作业要求6.4.1起飞前准备起飞前准备应满足下列要求：a)飞行作业前，应确认气象条件是否满足无人机起飞、飞行和降落的技术指标要求，若不满足要求或存在较大安全风险，工作负责人可根据情况间断工作或终止本次工作；b)飞行作业前，应确认各设备电量和油料充足，天线架设牢固；c)飞行作业前，应确认无人机各项技术性能参数正常，确认航线已正确上传；d)飞行作业前，应确认无人机平台、任务载荷运行正常，相互配合做好航前检查工作，5并完成无人机系统作业前检查单填写。6.4.2遥感监测作业遥感监测作业过程应满足下列要求：a)火情勘察和面积测量见DB63/T2069-2022的要求；b)飞行过程中，应实时关注控制单元，判断系统工作是否正常，如有异常，应及时判断原因，采取应对措施；c)飞行过程中，监测火点隐患情况（包括明火、火光、烟火等现象），通过无人机可见光、红外巡查影像应互相支撑，相互印证；d)飞行过程中，若发现疑似隐患点，操控员可通过控制单元控制无人机降高，采用可见光巡查或红外巡查方式进一步监测；若发现隐患应记录并上报，若发现火情等紧急、严重隐患，应第一时间将隐患信息反馈并开展应急处置。6.4.3返航降落无人机进入返航阶段后，作业人员应保证降落场地空旷安全，防止无关人员或车辆进入，保证无人机安全降落。6.4.4航后检查航后检查工作应满足下列要求：a)降落后，作业人员应填写无人机系统航后检查记录单，如实记录无人机的状态和作业情况；b)任务结束后，填写作业记录单（附录C），清理现场，核对设备与工器具清单，妥善保存油料与设备电池，并及时进行电池充放电工作。6.5数据采集要求对任务区域进行无遗漏的监测，火情监测数据采集应满足下列要求：a)在到达任务区域首先调整传感器参数，包括但不限于拍摄模式、焦距等；b)系统应有效过滤雾、霾、雪、云、阴影、光线、树枝晃动等因素引起的环境变化干扰；c)系统应有效过滤建筑、水体、车辆等热源引起的环境变化干扰；d)在巡航时智能识别火情并拍照、定位和传输数据；e)影像质量评估应包括目标完整度和清晰度等内容。7影像及数据分析要求影像及数据分析应满足下列要求：a)影像数据应按照设备监测区域编号命名；b)可见光、红外等影像处理应具备火情、疑似火情智能识别、标注及命名功能。命名应包括监测区域编号、火情类型、火点位置坐标、火情范围描述等信息，火情和疑似火情可见光影像应单独存放，并生成监测报告。具体报告内容包括：作业时间、地点、范围、火情时间、地点、范围、影像等；c)应采用人工二次判读方法对智能识别数据确认；d)应进行历史数据对比分析、任务完成情况分析等监测数据分析工作；e)飞行中采集的影像信息需留存，并作为基础数据处理成任务区域底图建模后保存。68成果整理与提交监测任务完成后应编制监测总结报告，开展火情发生趋势及预警分析，并及时将森林草原防火监测的相关图片、视频等影像及其它数据结果提交并备案、归档，内容包括：a)飞行前检查记录；b)飞行监控记录；c)监测视频及影像；d)飞行后检查记录；e)监测作业总结报告（参考附录D）。7附录A（资料性）无人机系统典型任务载荷配置1234568附录B（资料性）森林草原防火无人机监测作业方案B.1基本情况B.1.1项目背景B.1.2项目概况B.2监测准备B.2.1监测人员要求和组成B.2.2监测人员职责划分B.2.3防火无人机系统组成B.2.4