ICS65.060.99

CCSB05

DB3205

蘇州市地方標準

DB3205/T1149—2024

常綠果樹養(yǎng)分診斷無人機多光譜遙感

監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用規(guī)范

Applicationspecificationformultispectralremotesensing

monitoringofnutrientdiagnosisforevergreenfruittreesusing

UnmannedAerialVehicles(UAVs)

2024-10-18發(fā)布2024-10-25實施

蘇州市市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB3205/T1149—2024

目次

前言.................................................................................III

1范圍................................................................................1

2規(guī)范性引用文件......................................................................1

3術(shù)語和定義..........................................................................1

4技術(shù)要求............................................................................2

4.1空間基準......................................................................2

4.2時間基準......................................................................2

4.3監(jiān)測時間......................................................................2

4.4投影方式......................................................................3

4.5無人機低空飛行安全要求........................................................3

4.6遙感數(shù)據(jù)分析處理的準確性要求..................................................3

4.7低空遙感成像系統(tǒng)的安全性和可靠性要求..........................................3

4.8監(jiān)測常綠果樹葉片生長發(fā)育動態(tài)..................................................3

5作業(yè)要求............................................................................3

5.1無人機基本要求................................................................3

5.2遙感傳感器基本要求............................................................3

5.3人員基本要求..................................................................3

5.4場地基本要求..................................................................4

5.5環(huán)境條件......................................................................4

6監(jiān)測流程............................................................................4

7作業(yè)準備............................................................................5

7.1作業(yè)方案準備..................................................................5

7.2無人機準備....................................................................6

8現(xiàn)場作業(yè)............................................................................6

9遙感數(shù)據(jù)獲取與處理..................................................................6

9.1無人機遙感影像數(shù)據(jù)............................................................6

9.2樣本數(shù)據(jù)......................................................................7

9.3其他數(shù)據(jù)......................................................................7

9.4空間分布數(shù)據(jù)..................................................................7

10健康度診斷.........................................................................7

10.1健康度分級診斷參數(shù)的選擇.....................................................7

10.2健康度分級診斷模型的構(gòu)建.....................................................7

10.3相關(guān)性評價...................................................................7

10.4健康度分級反演...............................................................8

11精度檢驗...........................................................................8

12健康指數(shù)分級.......................................................................8

13面積統(tǒng)計...........................................................................8

I

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14監(jiān)測成果...........................................................................8

14.1專題圖制作...................................................................8

14.2報告編寫.....................................................................8

15作業(yè)后維護與保養(yǎng)...................................................................9

II

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前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)

定起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利，本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。

本文件由蘇州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局提出、歸口并組織實施。

本文件起草單位：蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、蘇州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、蘇州極目機器人科技有限公司。

本文件主要起草人：郭志海、秦維彩、秦昌友、王曉拓、孫華、周風(fēng)景、費晨、黃萌、田斌。

III

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常綠果樹養(yǎng)分診斷無人機多光譜遙感監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了常綠果樹養(yǎng)分診斷無人機多光譜遙感監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用規(guī)范的術(shù)語與定義、作業(yè)要求、監(jiān)

測流程、作業(yè)前準備、現(xiàn)場作業(yè)、作業(yè)后維護等方面的具體要求。

本文件適用于應(yīng)用無人機多光譜遙感技術(shù)開展常綠果樹養(yǎng)分診斷的監(jiān)測工作。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T14950—2009攝影測量與遙感術(shù)語

GB/T20084—2006植物保護機械詞匯

GB/T20257—2017國家基本比例尺地圖圖式

GB/T30115—2013衛(wèi)星遙感影像植被指數(shù)產(chǎn)品規(guī)范

GB/T36301—2018航天高光譜成像數(shù)據(jù)預(yù)處理產(chǎn)品分級

GB/T39612—2020低空數(shù)字航攝與數(shù)據(jù)處理規(guī)范

CH/T3003—2021低空數(shù)字航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范

CH/T3004—2021低空數(shù)字航空攝影測量外業(yè)規(guī)范

CH/T3005—2021低空數(shù)字航空攝影規(guī)范

MH/T0017—1998農(nóng)業(yè)航空技術(shù)術(shù)語

NY/T3213—2018植保無人飛機質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范

NY/T3527—2019農(nóng)作物種植面積遙感監(jiān)測規(guī)范

NY/T3847—2021常綠果樹生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程

3術(shù)語和定義

GB/T14950—2009、GB/T20084—2006、GB/T30115—2013、GB/T36301—2018、CH/T3003—2021、

CH/T3004—2021、MH/T0017—1998、NY/T3213—2018界定的以下術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

遙感remotesensing

從遠距離，不實際接觸物體，通過對物體發(fā)出的電磁波的測量獲得信息，進而綜合運用物理原理、

數(shù)學(xué)方法和地學(xué)規(guī)律進行分析研究的一門新興探測科學(xué)技術(shù)。

3.2

遙感指數(shù)remotesensingindex

由遙感多光譜不同波段反射率組合變換后形成的一種參數(shù)。

3.3

1

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多光譜影像spectralimage

將物體發(fā)射或輻射的電磁波信息分成若干波譜段進行接收或記錄的圖像。

3.4

景scene

根據(jù)傳感器特征，將遙感影像數(shù)據(jù)按照規(guī)定的行數(shù)和列數(shù)進行裁切后的圖像計數(shù)單位。

3.5

操控員pilot

由運營人指派對無人機操控系統(tǒng)的運行負有必不可少職責(zé)并在飛行期間適時操控?zé)o人機的人員。

3.6

位置固定標識點fixedpositionmarkingpoint

在常綠果樹任務(wù)作業(yè)分布區(qū)域內(nèi)設(shè)置的基于地理坐標的可標記監(jiān)測單元的位置固定標識點。用于長

期、定點監(jiān)測和數(shù)據(jù)整合。

3.7

固定拍攝點fixedshootingpoint

分布于監(jiān)測單元內(nèi)的n個固定的無人機拍攝點，即一條航線所含的n個均勻分布的航點。

3.8

氣象因子meteorologicalfactor

與環(huán)境溫度、濕度、光照、風(fēng)速、風(fēng)向、雨、露等氣象有關(guān)的因素。

3.9

飛行速度flightspeed

監(jiān)測無人機作業(yè)時的飛行速度，單位為米/秒（m/s）。

3.10

作業(yè)高度workingheight

監(jiān)測無人機作業(yè)時傳感器與作物頂部冠層的相對距離，單位為米（m）。

3.11

無人機傳感器unmannedaerialvehiclesensor

通過搭載于無人機設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息獲取的裝置。

4技術(shù)要求

4.1空間基準

4.1.1平面基準

平面坐標系統(tǒng)采用2000國家大地坐標系（CGCS2000）。當(dāng)采用地方平面坐標系統(tǒng)時，應(yīng)與2000

國家大地坐標系建立準確轉(zhuǎn)換關(guān)系。坐標單位為m，保留3位小數(shù)。

4.1.2高程基準

高程基準采用1985國家高程基準。坐標單位為m，保留3位小數(shù)。

4.2時間基準

用公元紀年、北京時間。

4.3監(jiān)測時間

2

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在實際作業(yè)時根據(jù)綠植數(shù)據(jù)采集要求或光照晴陰情況選擇，宜選擇晴朗無云或少云微風(fēng)的天氣，宜

在一天中的10：00～14：00之間進行監(jiān)測。

4.4投影方式

高斯——克呂格投影。

4.5無人機低空飛行安全要求

無人機在航拍作業(yè)中應(yīng)符合低空、低速、定高和穩(wěn)定性的要求，在低空定高定軌跡、平穩(wěn)飛行方面

表現(xiàn)出色。

4.6遙感數(shù)據(jù)分析處理的準確性要求

系統(tǒng)應(yīng)能克服遙感數(shù)據(jù)存在的幾何畸變和輻射量失真現(xiàn)象，及時校正失真數(shù)據(jù)，包括影像的幾何校

正、有效信息的提取和影像融合等。

4.7低空遙感成像系統(tǒng)的安全性和可靠性要求

低空遙感成像系統(tǒng)應(yīng)能夠與無人機磁場相互抗干擾，保證遙感成像系統(tǒng)安全、可靠，保證遙感圖像

及時存貯和傳輸。

4.8監(jiān)測常綠果樹葉片生長發(fā)育動態(tài)

設(shè)備應(yīng)能利用低空遙感技術(shù)對大面積常綠果樹長勢評估及重點區(qū)域監(jiān)測診斷。

5作業(yè)要求

5.1無人機基本要求

5.1.1無人機應(yīng)具備自主飛行、高精度定位、數(shù)據(jù)存儲、飛行數(shù)據(jù)與作業(yè)過程可視化等必備功能。

5.1.2無人機動力為可充電鋰電池，電池容量≥1500mAh。

5.1.3無人機最大飛行時間≥30min。

5.1.4無人機最大飛行高度≤120m。

5.1.5有效載荷≥5kg。

5.2遙感傳感器基本要求

5.2.1控制云臺具備三軸自動穩(wěn)定功能，控制精度滿足[—0.05°，0.05°]。

5.2.2單個相機拍攝照片分辨率≥2000萬像素（定焦）或200萬像素（≥10倍變焦），拍攝視頻分辨

率≥1080P，存儲空間≥32G，工作溫度0～65℃，工作濕度0～95%RH，防水等級IP65。

5.2.3相機應(yīng)具備手動觸發(fā)和自動觸發(fā)功能，觸發(fā)功能包括固定拍攝點、等時間間隔、等距離間隔曝

光等。

5.2.4無人機傳感器支架應(yīng)采用質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)堅固的碳纖維材料制造，且必須配置減震裝置，重量和

穩(wěn)定性應(yīng)滿足多旋翼無人機飛行姿態(tài)穩(wěn)定性要求。

5.2.5遙感傳感器與無人機傳感器支架采用機械結(jié)構(gòu)固定，固定后傳感器應(yīng)不發(fā)生明顯晃動。

5.2.6無人機傳感器支架長度由多旋翼無人機平臺的下洗流場的范圍大小決定。

5.3人員基本要求

3

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5.3.1作業(yè)前須配齊操控員與輔助作業(yè)人員，才可進行相關(guān)作業(yè)。

5.3.2操控員應(yīng)經(jīng)過相關(guān)專業(yè)機構(gòu)的培訓(xùn)，持有相關(guān)部門頒發(fā)的相應(yīng)證照。

5.3.3操控員應(yīng)熟悉當(dāng)?shù)刈鳂I(yè)環(huán)境，了解當(dāng)?shù)刈鳂I(yè)要求。

5.3.4操控員不應(yīng)在過度疲勞或身體不適的情況下操控?zé)o人機。

5.3.5飲用任何含酒精的液體和服用國家管制的精神或者麻醉藥品者不應(yīng)操控?zé)o人機。

5.3.6操控員應(yīng)配備防護設(shè)備。

5.3.7輔助作業(yè)人員在作業(yè)前應(yīng)完成包括作業(yè)區(qū)勘察等工作。

5.3.8輔助作業(yè)人員應(yīng)在作業(yè)后及時做好監(jiān)測記錄。

5.4場地基本要求

5.4.1作業(yè)前要進行實地勘察，掌握作業(yè)區(qū)地形、道路、障礙物等情況，充分考慮人員安全、機具安

全、環(huán)境安全和公共安全。

5.4.2作業(yè)前設(shè)置隔離帶，擺放禁止入內(nèi)警示標志，與作業(yè)無關(guān)人員不得進入作業(yè)現(xiàn)場。

5.4.3國家規(guī)定的禁飛區(qū)域及機場凈空區(qū)、人口稠密區(qū)和重點地區(qū)上空不得使用無人機飛行作業(yè)。

5.4.4運用的無人機應(yīng)使用電子圍欄。

5.5環(huán)境條件

5.5.1風(fēng)

風(fēng)力3級以下，注意風(fēng)向風(fēng)速。

5.5.2溫度

最適宜溫度18℃～26℃。大氣溫度超過32℃或低于5℃停止作業(yè)。

5.5.3濕度

適宜濕度30%～90%RH。

5.5.4能見度

能見度應(yīng)大于500m。

5.5.5天氣

不應(yīng)在雨雪、霧霾、雷電等惡劣天氣下作業(yè)。

6監(jiān)測流程

基于無人機多光譜影響的常綠果樹養(yǎng)分監(jiān)測診斷作業(yè)流程主要包括：遙感數(shù)據(jù)獲取與處理、常綠果

樹葉片缺素診斷、精度檢驗、健康指數(shù)分級、面積統(tǒng)計、監(jiān)測成果六個步驟，如圖1所示（以枇杷樹為

例）。

4

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圖1常綠果樹無人機遙感監(jiān)測作業(yè)流程圖

7作業(yè)準備

7.1作業(yè)方案準備

7.1.1作業(yè)前制訂作業(yè)計劃。必要時應(yīng)向國家有關(guān)管理部門進行申報、申請或登記。

7.1.2作業(yè)前制定應(yīng)急預(yù)案，其中包括緊急事故的應(yīng)急處理程序，無人機故障、失控及墜落的應(yīng)對措

施，緊急備降地點選擇等內(nèi)容。

5

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7.1.3作業(yè)前根據(jù)被服務(wù)對象提供的地塊地理信息精確劃定作業(yè)區(qū)域。

7.1.4作業(yè)前確定能否作業(yè)（環(huán)境、人員、設(shè)備、空域等）。

7.1.5根據(jù)作業(yè)任務(wù)，確定無人機作業(yè)高度、速度等參數(shù)。

7.2無人機準備

7.2.1根據(jù)使用技術(shù)要求，對無人機進行安全檢查，確保其設(shè)備齊全完整。

7.2.2確保無人機各部件穩(wěn)固，可正常操作。

7.2.3驗證無人機自動曝光效果，在完成了系統(tǒng)各部位連接和調(diào)試后，需要進行高多光譜相機調(diào)焦預(yù)

覽和自動曝光，確定適應(yīng)于當(dāng)前環(huán)境下的自動曝光時間。

7.2.4無人機黑白板背景數(shù)據(jù)采集，采集黑白板背景數(shù)據(jù)以對高多光譜遙感影像數(shù)據(jù)進行校準。

8現(xiàn)場作業(yè)

8.1無人機作業(yè)時飛行速度宜在5～10m/s，勻速飛行，作業(yè)高度宜在果樹冠層上方20～80m，定焦

相機根據(jù)圖像分辨率要求，高度變化，原則上最高不超過植物冠層100m。參照監(jiān)測無人機使用說明書

的規(guī)定選擇合適的作業(yè)速度和高度。

8.2作業(yè)區(qū)域在公路、鐵路周邊時，應(yīng)沿平行于公路、鐵路方向飛行作業(yè)，鐵路和高速公路兩側(cè)300m

范圍內(nèi)禁止飛行作業(yè)，省級以上公路兩側(cè)50m范圍內(nèi)禁止飛行，高鐵500m以上。

8.3同一塊區(qū)域或田塊有兩架或兩架以上監(jiān)測無人機作業(yè)時，應(yīng)保持大于等于15m以上的安全作業(yè)距

離。

8.4作業(yè)過程中，操控員和輔助人員應(yīng)與監(jiān)測無人機保持15m以上的安全距離。

8.5作業(yè)時配備操作臺，輔助作業(yè)人員要及時通過操作臺了解作業(yè)狀況。

8.6作業(yè)時操控員不得雙手脫離遙控器或操控設(shè)備。

8.7作業(yè)時所有人員不得吸煙、飲水和進食。

8.8作業(yè)時無人機出現(xiàn)異響、操控失準、失靈、飛行數(shù)據(jù)異常等情況，應(yīng)立即終止作業(yè)，返航迫降，

進行自查或維護。

9遙感數(shù)據(jù)獲取與處理

9.1無人機遙感影像數(shù)據(jù)

9.1.1影像的選擇

9.1.1.1應(yīng)選擇至少具有綠光波段（520nm～570nm）、紅光波段（620nm～760nm）、近紅外波段

（760nm～1100nm）范圍的無人機多光譜影像數(shù)據(jù)。

9.1.1.2影像應(yīng)圖面清晰，定位準確，無明顯條紋、點狀和塊狀噪聲，無數(shù)據(jù)丟失，無嚴重畸變。無

人機影像的獲取方式可按照CH/T3003、CH/T3004和CH/T3005的規(guī)定執(zhí)行。

9.1.2影像預(yù)處理

影像預(yù)處理根據(jù)GB/T39612—2020提取空間分布數(shù)據(jù)，具體包括：

a）數(shù)據(jù)導(dǎo)出：將數(shù)據(jù)通過監(jiān)視器從相機導(dǎo)出；

b）鏡頭校準：目的是消除飛行過程中的影像失真；

c）反射率校準：目的是將DN值（數(shù)字灰度值）轉(zhuǎn)換成反射率；

d）大氣校正：目的是消除大氣、水汽等因素的影響；

6

DB3205/T1149—2024

e）幾何校正：目的是防止圖像幾何畸變，誤差應(yīng)小于1個像元；

f）輻射校正：目的是盡可能消除因傳感器自身條件、薄霧等大氣條件、太陽位置和角度條件及某

些不可避免的噪聲引起的傳感器的測量值與目標的光譜反射率或光譜輻亮度等物理量之間的

差異；

g）影像拼接：對每一景校正后的影像進行拼接，拼接成覆蓋整個研究區(qū)的遙感影像。

9.2樣本數(shù)據(jù)

9.2.1在影像范圍內(nèi)選擇若干抽樣區(qū)域作為樣本數(shù)據(jù)。樣本的類別應(yīng)包含影像內(nèi)常綠果樹葉片缺素癥

狀分級數(shù)據(jù)。

9.2.2樣本數(shù)據(jù)包括訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)和驗證樣本數(shù)據(jù)。

9.2.3在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)選擇若干具有代表性的位置固定標識點進行樣本選取。

9.2.4樣本應(yīng)均勻分布，數(shù)量應(yīng)滿足統(tǒng)計學(xué)的基本要求。

9.2.5樣本數(shù)據(jù)的采集時間與多光譜影像的采集時間宜一致。

9.2.6樣本數(shù)據(jù)采用目視判讀勾繪地物類別的方式獲取。

9.3其他數(shù)據(jù)

作業(yè)中還應(yīng)獲取的其他數(shù)據(jù)有：

a）常綠果樹生育期數(shù)據(jù)；

b）常綠果樹品種數(shù)據(jù)；

c）常綠果樹病蟲害數(shù)據(jù)：根據(jù)NY/T3847—2021中規(guī)定分類；

d）氣象數(shù)據(jù)。

9.4空間分布數(shù)據(jù)

根據(jù)NY/T3527—2019提取空間分布數(shù)據(jù)。

10健康度診斷

10.1健康度分級診斷參數(shù)的選擇

健康度分級診斷參數(shù)應(yīng)包括光譜反射率特征，也可以包括由光譜反射率衍生計算的植被指數(shù)特征，

如歸一化植被指數(shù)（NDVI）、增強型植被指數(shù)（EVI）等。

10.2健康度分級診斷模型的構(gòu)建

基于訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)與健康度分級診斷參數(shù)，選擇一元回歸分析、多元回歸分析等方法構(gòu)建健康度分

級診斷模型。推薦的回歸分析方法如下：

a）一元回歸分析推薦使用植被指數(shù)特征；

b）多元回歸分析推薦使用光譜反射率特征。

10.3相關(guān)性評價

利用相關(guān)指數(shù)R2對模型的擬合效果進行評價。按照式（1）計算，相關(guān)指數(shù)不低于0.6。

··················································（1）

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