淺析測(cè)繪無(wú)人機(jī)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化體系構(gòu)建

摘 要：隨著無(wú)人機(jī)在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，如何在測(cè)繪應(yīng)用中更加規(guī)范、有序和高效地使用無(wú)人機(jī)成為當(dāng)前亟須探索的課題。文章對(duì)全國(guó)無(wú)人機(jī)測(cè)繪相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程進(jìn)行了總結(jié)和分析，結(jié)合其缺陷和市場(chǎng)需求，探討了測(cè)繪無(wú)人機(jī)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，提出了急需制修訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的方向和內(nèi)容，從加強(qiáng)前期技術(shù)論證、完善法規(guī)體系和考慮技術(shù)創(chuàng)新等方面提出建議，為后續(xù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研制提供指引和參考。

關(guān)鍵詞：測(cè)繪無(wú)人機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，標(biāo)準(zhǔn)體系

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

0 引 言

無(wú)人機(jī)以其機(jī)動(dòng)性、立體式、智能化的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，已成為引領(lǐng)現(xiàn)代化測(cè)繪地理信息的新驅(qū)動(dòng)，“無(wú)人機(jī)＋”測(cè)繪應(yīng)用模式在基礎(chǔ)測(cè)繪、土地資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、數(shù)字城市建設(shè)和應(yīng)急救災(zāi)測(cè)繪數(shù)據(jù)獲取、重大工程建設(shè)、國(guó)土監(jiān)察、資源開(kāi)發(fā)、新農(nóng)村和小城鎮(zhèn)建設(shè)等領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用[1]。當(dāng)前，測(cè)繪無(wú)人機(jī)使用存在管理不明確、操作規(guī)程未定等問(wèn)題，制約著測(cè)繪無(wú)人機(jī)的良性發(fā)展。張斌等人[2]對(duì)國(guó)內(nèi)民用無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)分析，指出了當(dāng)下存在的短板。顧偉等人[3]收集分析了國(guó)內(nèi)外航空植保技術(shù)、民用和植保無(wú)人飛機(jī)的現(xiàn)行法規(guī)政策與標(biāo)準(zhǔn)，指出了現(xiàn)階段植保無(wú)人飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)制定需要考慮的因素。吳立志等人[4]在現(xiàn)有警用無(wú)人駕駛航空器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的基礎(chǔ)上，提出了警用無(wú)人駕駛航空器標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的目的和原則。目前，缺乏針對(duì)測(cè)繪無(wú)人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系的研究，為實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)測(cè)繪應(yīng)用規(guī)范化、有序化、高效化，需要依據(jù)當(dāng)前科技水平、相關(guān)法律法規(guī)、實(shí)際應(yīng)用需求，需要對(duì)測(cè)繪無(wú)人機(jī)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行研究，研制無(wú)人機(jī)技術(shù)性能、管理制度等方面標(biāo)準(zhǔn)。

1 無(wú)人機(jī)測(cè)繪現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)制定情況

1.1 現(xiàn)行無(wú)人機(jī)測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程

為更好地使無(wú)人機(jī)能服務(wù)于測(cè)繪事業(yè)，國(guó)家有關(guān)部門(mén)、各地政府分別根據(jù)自身情況出臺(tái)了一系列相關(guān)技術(shù)規(guī)程、地方標(biāo)準(zhǔn)和管理辦法。截至2023年12月底，已發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，GB/T 39610—2020《傾斜數(shù)字航空攝影技術(shù)規(guī)程》、GB/ T 23236—2009《數(shù)字航空攝影測(cè)量 空中三角測(cè)量規(guī)范》；正在制定的有20191889-T-466《無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪 無(wú)人機(jī)遙感網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理信息規(guī)范》、20191888-T-466《無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪 無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)資源注冊(cè)規(guī)范》；已發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)，CH/ T 1050 —2021《傾斜數(shù)字航空攝影成果質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》、CH/ T3021—2018《傾斜數(shù)字航空攝影技術(shù)規(guī)程》、CH/T1039—2018《空中三角測(cè)量成果檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》、CH/Z 3002—2010《無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)技術(shù)要求》；已發(fā)布地方標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)，DB42/T 2099—2023《基于傾斜攝影測(cè)量的城市級(jí)實(shí)景三維地理場(chǎng)景模型生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》、DB64/T 1940.1—2023《寧夏露天礦山動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程 第1部分：無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)》、DB43/T 1769—2020《機(jī)載傾斜攝影三維地理信息模型數(shù)據(jù)成果質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》、DB34/T 3713—2020《公路工程無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)規(guī)程》、DB5101/T 79.3—2020《無(wú)人機(jī)服務(wù)規(guī)范 第3部分：測(cè)繪》。

1.2 無(wú)人機(jī)測(cè)繪問(wèn)題及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析

對(duì)現(xiàn)行地方標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程進(jìn)行調(diào)研，對(duì)其內(nèi)容和實(shí)施情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，可發(fā)現(xiàn)目前測(cè)繪無(wú)人機(jī)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要存在不成體系和完整性欠缺等不足。據(jù)統(tǒng)計(jì)，已出臺(tái)大部分標(biāo)準(zhǔn)多數(shù)屬于生產(chǎn)作業(yè)、成果檢驗(yàn)這兩部分。缺乏對(duì)無(wú)人機(jī)及其荷載設(shè)備、無(wú)人機(jī)操作人員的管理規(guī)范。相關(guān)法規(guī)規(guī)定不具備可操作性，國(guó)家民航部門(mén)為了規(guī)范管理民用無(wú)人機(jī)，規(guī)定了民用無(wú)人機(jī)的空域、使用限制等內(nèi)容，但缺乏有效實(shí)施的細(xì)則，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)上標(biāo)準(zhǔn)滯后、條文不明確。在實(shí)踐操作中，無(wú)人機(jī)的監(jiān)管主體無(wú)法明確，權(quán)責(zé)不清，國(guó)家民航部門(mén)也無(wú)法對(duì)種類繁多的民用無(wú)人機(jī)統(tǒng)一進(jìn)行管理。《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)安全要求》對(duì)微型、輕型和小型無(wú)人機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)、動(dòng)力系統(tǒng)和抗風(fēng)性等物理性能進(jìn)行了強(qiáng)制的安全標(biāo)準(zhǔn)，但不涉及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。隨著無(wú)人機(jī)智能化提升和自主性增強(qiáng)，無(wú)人機(jī)內(nèi)置算法對(duì)無(wú)人機(jī)的控制力不斷強(qiáng)化，設(shè)計(jì)期的飛控系統(tǒng)愈發(fā)成為影像無(wú)人機(jī)飛行安全的重要因素，如無(wú)人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中遭受網(wǎng)絡(luò)安全攻擊而導(dǎo)致無(wú)人機(jī)被控制、危害公眾安全、國(guó)家保密數(shù)據(jù)和個(gè)人信息泄露的情形發(fā)生，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)無(wú)人機(jī)產(chǎn)品責(zé)任認(rèn)定困難，第三人風(fēng)險(xiǎn)的責(zé)任主體無(wú)法確定等難題。

1.3 無(wú)人機(jī)測(cè)繪應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系

目前，與測(cè)繪無(wú)人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系有三個(gè)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系，分別是由自然資源部發(fā)布的《測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)體系》、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)、工業(yè)和信息化部、自然資源部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國(guó)家能源局和中國(guó)民用航空局六部門(mén)聯(lián)合發(fā)布的《無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2021年版）》，中國(guó)民用航空局結(jié)合特定類UAS試運(yùn)行成果及市場(chǎng)需求也正在統(tǒng)籌制定的《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系》。測(cè)繪無(wú)人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)在這三者的基礎(chǔ)上，針對(duì)測(cè)繪無(wú)人機(jī)的專業(yè)性、特殊性有針對(duì)性地進(jìn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，包含基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)四大類。

基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)主要包括測(cè)繪無(wú)人機(jī)常用術(shù)語(yǔ)及定義、分類及分級(jí)要求、標(biāo)識(shí)代碼的編制原則及方法、分級(jí)分類和風(fēng)險(xiǎn)警示等標(biāo)識(shí)、身份識(shí)別要求、安全性要求、安全性設(shè)計(jì)分析準(zhǔn)則、安全性評(píng)價(jià)方法等標(biāo)準(zhǔn)；設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)主要參考《無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2017—2018年版）》，對(duì)測(cè)繪無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、性能要求、飛行控制、數(shù)據(jù)傳輸、航攝系統(tǒng)等進(jìn)行規(guī)范；作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要是針對(duì)無(wú)人機(jī)在測(cè)繪地理信息行業(yè)不同場(chǎng)景和類型、不同精度等級(jí)數(shù)據(jù)獲取和處理過(guò)程中涉及的技術(shù)方法進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定。

測(cè)繪無(wú)人機(jī)管理與使用標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)參照《無(wú)人駕駛航空器飛行管理暫行條例（征求意見(jiàn)稿）》，對(duì)其使用和管理全過(guò)程進(jìn)行細(xì)化規(guī)范；在測(cè)繪無(wú)人機(jī)平時(shí)的使用和管理中，規(guī)范部門(mén)職責(zé)任務(wù)、使用存放登記制度、無(wú)人機(jī)和使用人員信息管理、荷載設(shè)備的維修改裝、儀器檢查與制度等內(nèi)容；結(jié)合《中華人民共和國(guó)飛行基本規(guī)則》，專門(mén)制定針對(duì)測(cè)繪無(wú)人機(jī)的通用法規(guī)條例。測(cè)繪無(wú)人機(jī)的實(shí)際使用全流程均應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范，嚴(yán)格規(guī)定測(cè)繪無(wú)人機(jī)動(dòng)用審批權(quán)限，空域劃設(shè)，飛行計(jì)劃內(nèi)容和申請(qǐng)、使用的組織實(shí)施，飛行動(dòng)態(tài)監(jiān)控和故障處置，安全執(zhí)飛要素，駕駛員責(zé)任監(jiān)管等全流程環(huán)節(jié)。重點(diǎn)規(guī)范測(cè)繪無(wú)人機(jī)使用條件、規(guī)范測(cè)繪無(wú)人機(jī)行為、明確相關(guān)人員責(zé)任。通過(guò)對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景下的無(wú)人機(jī)應(yīng)用需求和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，進(jìn)一步規(guī)范不同類型測(cè)繪無(wú)人機(jī)的適用場(chǎng)景和禁用場(chǎng)景；按照不同任務(wù)場(chǎng)景和環(huán)境情況規(guī)定測(cè)繪無(wú)人機(jī)的規(guī)格型號(hào)、飛行高度等；明確測(cè)繪無(wú)人機(jī)不當(dāng)使用會(huì)產(chǎn)生的危害后果，對(duì)危害程度進(jìn)行評(píng)估和等級(jí)劃分，劃分違法責(zé)任，旨在提高所有人員的重視，從而引導(dǎo)整個(gè)測(cè)繪無(wú)人機(jī)行業(yè)健康有序發(fā)展。

2 無(wú)人機(jī)測(cè)繪應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化體系構(gòu)建的主要途徑

2.1 注重實(shí)際需求，保障規(guī)范應(yīng)用

無(wú)人機(jī)測(cè)繪應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化體系構(gòu)建要從各地測(cè)繪單位實(shí)際業(yè)務(wù)需求出發(fā)，按照“提出實(shí)際功能需求—量化技術(shù)指標(biāo)—論證科學(xué)性與可行性—設(shè)計(jì)定型—試用—生產(chǎn)定型—列裝”的程序加強(qiáng)焐熱及前期技術(shù)論證工作，完善荷載裝備配備標(biāo)準(zhǔn)體系，為測(cè)繪無(wú)人機(jī)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系奠定堅(jiān)實(shí)的裝備和技術(shù)基礎(chǔ)。針對(duì)目前無(wú)人機(jī)生產(chǎn)和各類載荷設(shè)備生產(chǎn)環(huán)節(jié)分離，導(dǎo)致市面上無(wú)人機(jī)和任務(wù)載荷設(shè)備型號(hào)種類多樣，規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)各不相同的情況，應(yīng)明確無(wú)人機(jī)端裝備接口和載荷任務(wù)設(shè)備具體的性能、尺寸、結(jié)構(gòu)、重量、接口等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使無(wú)人機(jī)與荷載設(shè)備能夠快速有效地匹配和替換。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)論證要考慮到無(wú)人機(jī)應(yīng)用的地域適應(yīng)性，概因氣候環(huán)境對(duì)無(wú)人機(jī)性能影響較大，如無(wú)人機(jī)在北方高寒地區(qū)要提高續(xù)航能力，在高海拔空氣稀薄地區(qū)對(duì)無(wú)人機(jī)升空動(dòng)力要求比較高，在有較多高大建筑物或者山區(qū)對(duì)無(wú)人機(jī)的升高要求高等。目前，無(wú)人機(jī)在電力、水利、交通、環(huán)保和軍用等各行業(yè)均有應(yīng)用，各行業(yè)無(wú)人機(jī)應(yīng)有和行業(yè)特殊標(biāo)識(shí)、印記和顏色，并應(yīng)基于不同功能用途、起降高度基礎(chǔ)技術(shù)指標(biāo)等對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行劃分，更有效地對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)繪應(yīng)用進(jìn)行分類管理指導(dǎo)。同時(shí)，測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)屬于國(guó)家保密數(shù)據(jù)，無(wú)人機(jī)采集傳輸數(shù)據(jù)應(yīng)采用加密技術(shù)處理并采用專用頻段傳輸。大力推動(dòng)測(cè)繪及相關(guān)行業(yè)科研院所、生產(chǎn)單位結(jié)合實(shí)際情況研究制定有針對(duì)性的技術(shù)理論和方法，為無(wú)人機(jī)測(cè)繪應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化體系的進(jìn)一步健全提供有力補(bǔ)充。

2.2 深挖高新技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)面向未來(lái)

無(wú)人機(jī)集電力、能源、空氣動(dòng)力、通訊、GPS、材料結(jié)構(gòu)等多種技術(shù)于一體，是高新技術(shù)的綜合體現(xiàn)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定需考慮到未來(lái)高新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，規(guī)范引導(dǎo)行業(yè)有序健康發(fā)展。如目前正在創(chuàng)建的智慧空中無(wú)人機(jī)和智慧自動(dòng)機(jī)場(chǎng)，無(wú)人機(jī)群依托新一代通信技術(shù)和地面用戶端進(jìn)行實(shí)時(shí)組網(wǎng)，將獲取的高清畫(huà)面、定位信息與地面配套移動(dòng)測(cè)繪終端的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)交互共享，實(shí)時(shí)多元化信息聯(lián)動(dòng)[5]；依托新一代AI飛控算法及應(yīng)用模塊，無(wú)人機(jī)可根據(jù)任務(wù)場(chǎng)景、地形環(huán)境、巡檢要求精細(xì)度，自主規(guī)劃風(fēng)險(xiǎn)最低、速度最快的飛行路徑，使測(cè)繪無(wú)人機(jī)在執(zhí)行數(shù)據(jù)采集任務(wù)的同時(shí)可以對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行快速響應(yīng)，并對(duì)接自然資源大數(shù)據(jù)信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)智能化數(shù)據(jù)傳輸和處理，提供不同類型的數(shù)據(jù)成果[6]；智慧無(wú)人機(jī)AUTO機(jī)場(chǎng)將實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)自動(dòng)存放－自動(dòng)充電－自動(dòng)起降－自動(dòng)更換任務(wù)載荷設(shè)備及電池，應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)型號(hào)、數(shù)據(jù)接口、電池荷載接口等進(jìn)行提前規(guī)范，從而構(gòu)建一系列基于無(wú)人機(jī)平臺(tái)的智能化測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)體系。

3 結(jié) 語(yǔ)

無(wú)人機(jī)在基層測(cè)繪作業(yè)中得到廣泛探索和推廣，以無(wú)人機(jī)測(cè)繪應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化理念為切入點(diǎn)，對(duì)目前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的發(fā)布和使用情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，針對(duì)當(dāng)前無(wú)人機(jī)測(cè)繪應(yīng)用中存在的問(wèn)題，從完善標(biāo)準(zhǔn)體系、加大裝備標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、制定使用和管理規(guī)范等方面進(jìn)行了建議，并結(jié)合高新技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)指出了未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)制定需要注意和應(yīng)銜接的問(wèn)題。據(jù)此，在未來(lái)無(wú)人機(jī)測(cè)繪應(yīng)用實(shí)踐和標(biāo)準(zhǔn)修訂制定中，應(yīng)注重強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)和進(jìn)行整體規(guī)劃，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求，緊貼科技前沿，通過(guò)打基礎(chǔ)、建機(jī)制，將測(cè)繪無(wú)人機(jī)引入正確、規(guī)范的發(fā)展軌道，為切實(shí)發(fā)揮無(wú)人機(jī)在為現(xiàn)代化測(cè)繪賦能創(chuàng)效中的重要作用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介

武興隆，本科，工程師，主要從事工程測(cè)量、無(wú)人機(jī)測(cè)繪等工作。

（責(zé)任編輯：張瑞洋）