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1、IMU/GNSS辅助低空高光谱数据获取技术规范编制说明行业标准项目名称：IMU/GNSS辅助低空高光谱数据获取技术规范行业标准项目编号：202032013送审行业标准名称：（此栏送审时填写）报批行业标准名称：（此栏报批时填写）承担单位：广东省国土资源测绘院当前阶段：回征求意见送审稿审查口报批稿报批编制时间：2023年7月、I奇11 .任务来源12 .目的意义13 起草单位及主要起草人24.王要工作过程3二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据42.确定规范主要内容的论据5三、主要试验（或验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济51.主要验证的分析和综述5四、采用国际标准和国外先进标准的
2、程度，以及与国际、国外同类标准水平的对比情况，或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况.171.采用国际标准和国外先进标准的程度172.与国际、国外同类标准水平的对比情况，或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况18五、与有关的现行法律、法规和强制性标准的关系18六、重大分歧意见的处理经过和依据18七、标准作为强制性标准或推荐性标准的建议18八、贯彻标准的要求和措施建议（包括组织措施、技术措施、过渡办法等内容）18九、废止现行有关标准的建议18十、其他应予说明的事项18IMU/GNSS辅助低空高光谱数据获取技术规范编制说明一、工作简况1 .任务来源广东省国土资源测绘院上报2020年度自然资
3、源标准制修订工作计划获自然资源部办公厅批准。依托以上项目，规范起草单位制定了IWGNSS辅助低空高光谱数据获取技术规范。规范制订申报时名称为无人机高光谱数据获取规范，经立项专家修改为IMU/GNSS辅助低空高光谱数据获取技术规范。2 .目的意义兴起于20世纪80年代的高光谱遥感技术融合了光谱技术和成像技术，成为对地观测技术的重要研究方向。自20世纪90年代起，国内外遥感技术研究的热点围绕着高光谱遥感展开。随着遥感传感器的光谱分辨率不断提高，人们对地物光谱属性及特征的认知也不断深入。许多隐藏在狭窄光谱范围内的地物特性逐渐得以发现，大大加快了遥感技术的发展，使高光谱遥感成为21世纪遥感领域的重要研
4、究方向之一。目前高光谱遥感技术已经广泛应用于地质矿产、植被监测、农业、环境及食品安全等方面。继传统的航天、航空遥感之后，无人机（UAV）遥感技术被视为第3代遥感技术，越来越成为国内外学者研究的热点课题。无人机遥感技术可快速获取空间遥感信息，包括地理信息、资源及环境等信息，完成遥感数据的采集、处理及应用分析，具有机动、安全及经济等优点。目前，将无人机和高光谱相结合的技术已经得到极大发展，但各种产品技术水平良莠不齐，必须有相关标准指导，才能保证获取到高质量的高光谱数据。为统一、规范无人机高光谱数据获取，现计划编制IMU/GNSS辅助低空高光谱数据获取技术规范O3 .起草单位及主要起草人1）承担单位
5、和协作单位承担单位（主编单位）：广东省国土资源测绘院。广东省国土资源测绘院是广东省全国首批甲级资质测绘单位，也是广东省首批开展IMU/GNSS辅助低空高光谱数据获取试验工作的测绘单位。单位基于HeadWallNanoHyperspec和NeoHypexVS-620高光谱成像仪进行了大量低空高光谱数据获取工作，积累了丰富的经验。协作单位（参编单位）：核工业北京地质研究院、江苏省地质勘查技术院、华南师范大学、南京工业大学、广州星博科仪有限公司。2）主要起草人及其所做工作本规范的主要起草人及其所做工作见表Io表1主要起草人及其所做的主要工作序号姓名工作单位所做的主要工作1付振华广东省国土资源测绘院总
6、负责人，统筹人员分工、组织实施和进度管理。2刘洪成核工业北京地质研究院负责标准编写指导、内容审核、技术论证。3刘金沧广东省国土资源测绘院负责标准结构设计、内容框架搭建、需求调研。4王斌广东省国土资源测绘院负责主要技术指标设计、标准初稿编写、意见征集。5ULi英石江苏省地质勘查技术院负责标准编写指导、内容审核、技术论证。6黄小川广东省国土资源测绘院负责资料收集、标准初稿编写、技术论证。7罗文斐华南师范大学参与标准审核、技术论证，提出修改意见。8李琴广东省国土资源测绘院参与标准修改和完善、意见收集。9张广运南京工业大学参与标准审核、技术论证，提出修改意见。10张洋广州星博科仪有限公司参与标准审核、
7、技术论证，提出修改意见。11赵国凤江苏省地质勘查技术院参与需求分析、标准内容讨论。12叶发旺核工业北京地质研究院参与需求分析、标准内容讨论。13夏进亮广东省国土资源测绘院参与资料收集、技术论证、标准初稿编写。14戴诗涛广东省国土资源测绘院参与标准修改和完善、技术论证。15梁森江苏省地质勘查技术院参与标准内容讨论、技术论证。序号姓名工作单位所做的主要工作16鲁纳川核工业北京地质研究院参与标准内容讨论、技术论证。17刘文建广东省国土资源测绘院参与标准内容讨论、技术论证。18白航广东省国土资源测绘院参与标准内容讨论、技术论证。19陆迪雄广东省国土资源测绘院参与标准内容讨论、技术论证。4 .主要工作过
8、程1）立项启动2020年，经自然资源部批准立项，本规范列入2020年度自然资源标准制修订工作项目，由广东省国土资源测绘院负责项目实施，华南师范大学、南京工业大学、广州星博科仪有限公司为参编单位共同参与完成该项目。2020年9月，广东省国土资源测绘院成立了规范编制组，编制任务启动。2）起草阶段2020年10月至2020年12月，规范编制组组织相关单位积极开展准备工作，包括需求调研、资料收集分析、规范编制纲要讨论等。通过收集国内外现有的基于IMU/GNSS的低空高光谱数据获取案例、技术等相关方面的研究成果、文献资料和数据，在对资料进行总结、归纳、整合的基础上，确定了IMU/GNSS辅助低空高光谱数
9、据获取规范编写的大体思路和纲要内容。2021年1月至2021年3月，在已有工作经验、前期项目研究、文献资料分析和国内外相关研究成果调研的基础上，规范编制组组织召开多次研讨会，讨论并确定了开展技术规范编制工作的原则、程序、步骤和方法，于2021年4月形成了规范草稿。2021年5月至2022年10月，规范编制组组织开展多次研讨会，就规范草稿的格式、规范的关键内容、技术难点等进行多次修改和完善，于2022年11月形成规范征求意见稿，编制了编制说明和征求意见函。2022年11月至2023年3月，按照征求意见要求提交相关材料，报全国地理信息标准化技术委员会测绘分技术委员会审核。2023年4月至2023年
10、7月，按照全国地理信息标准化技术委员会测绘分技术委员会建议，整合江苏省地质勘查技术院、核工业北京地质研究院等完成的无人机低空高光谱遥感数据采集与预处理技术规程，并召开了相关研讨，于2023年7月形成修改完善后的征求意见稿，编制了编制说明和征求意见函。3）征求意见2023年7月，提交修改完善后的征求意见稿与编制说明，经全国地理信息标准化技术委员会测绘分技术委员会形式审查，公开征求意见。4）送审阶段5）报批阶段二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据1 .编制原则本规范编制中认真遵循了先进性、实用性、协调性和规范性等原则，并重点把握了以下几个方面：D做好规范内容界定。经多次研究讨论，为避免规范覆盖
11、范围过大，将规范的内容范围界定为低空无人机高光谱航摄系统组成、低空无人机高光谱航摄组织实施、低空无人机高光谱数据质量检查等无人机高光谱遥感内容。充分讨论了涉及到的高光谱成像仪类型，限制为市场主流的内置推扫式高光谱成像仪。充分讨论了基于IMU/GNSS航摄的实现方法和数据处理方法，以保证数据可靠性。2）明确无人机高光谱遥感行业的术语。相关行业属新兴行业，有新概念、新设备、新方法不断问世，本规范的术语部分必须充分考虑此种情况，准确的描述和定义行业新概念、新设备、新方法。3）扣准无人机高光谱遥感的特点，注重可操作性和成像效果以及数据精度。紧跟高光谱成像仪行业发展，在低空无人机高光谱遥感设备组装、航摄
12、计划的设计与实施、航摄数据的质量检查等方面进行规定，同时注重最终成果的绝对表征可靠性。4）注重编写质量，尽可能做到科学、严谨、实用，规范体例及文本编写严格执行GB/TL2020的要求。2 .确定规范主要内容的论据本规范遵循中华人民共和国测绘法中华人民共和国测绘成果管理条例等法律法规，按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：规范化文件的结构和起草规则等编制规则进行编写，依据现有的相关技术规范并结合无人机高光谱遥感生产实践和技术发展趋势确定主要的技术指标和要求。确定本规范主要内容的技术依据主要包括：1 GB/T27919-2011IMU/GPS辅助航空摄影技术规范2 GB/T27920
13、.1数字航空摄影规范第1部分：框幅式数字航空摄影3 GB/T27920.2数字航空摄影规范第2部分：推扫式数字航空摄影三、主要试验（或验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果1.主要验证的分析和综述（1）主要验证的技术指标和要求1）确定低空高光谱数据获取工作准备阶段的要求，包括航摄平台和系统准备、航摄规划要求、空域使用申请要求、飞行前准备；2）确定低空高光谱数据获取的要求，包括基本要求、地面GNSS基站数据获取要求、地面定标场光谱测量要求、地面光谱测量要求、原始数据质量检查要求；3）确定低空高光谱数据获取预处理要求，包括光谱校正、几何校正、条带拼接处理、预处理质量检查；4）确定低空
14、高光谱数据获取数据产品分级与质量检查的要求；5）确定低空高光谱数据获取成果整理与移交要求。（2）主要技术指标和要求验证分析本规范规定了IMU/GNSS辅助低空高光谱数据获取的工作准备、数据获取、数据预处理、预处理产品分级及质量、成果整理与移交等方面的主要技术要求。通过参考现有的相关技术规范、文献资料、研究成果，结合目前行业、市场的实际情况，组织多次交流讨论和技术论证，对主要的技术指标和要求进行了验证，验证分析情况具体见表2。表2主要技术指标和要求验证分析情况表内容技术指标指标设定及要求设定理由验证依据航摄平台和系统准备航摄平台和系统准备低空飞行平台要求应有足够的载荷能力，满足安装成像光谱仪及相
15、关配套设备的要求；主要考虑高光谱数据获取过程的安全，提高设备稳定性，从而提高数据获取质量。依据CH/T3005-2021低空数字航空摄影规范。保证卫星导航定位信号接收正常；主要考虑高光谱数据过程设备的正常定位。依据GB/T39612-2020低空数字航摄与数据处理规范。应配有充足的电池或电源供电系统；主要考虑高光谱数据获取过程中供电不间断。根据数据获取实际需要进行设定。满足工作环境温度要求。主要考虑航摄平台和系统的安全性。根据航摄平台和系统所需环境条件进行设定。高光谱成像仪要求推扫式成像光谱仪谱段范围宜包含40Onnl250Onnb框幅式成像光谱仪谱段范围宜包含40Onnl100Onn1；主要
16、考虑无人机机载高光谱成像设备主要分为推扫式和框幅式两种路线，且对应的工作范围存在差异。根据目前市场上主流商用无人机机载高光谱成像仪的技术路线和技术参数统计得来。谱段范围(VNlR)40Onm-100Onm,光谱分辨率应优于Ionn1；谱段范围(SWIR)100OnnI250Onnb光谱分辨率应优于15nm;主要考虑不同波段范围的探测器对不同谱段的光谱响应能力存在差异。参考了航天高光谱成像数据预处理产品分级对光谱分辨率规定，并结合目前被市场认可的VNlR高光谱成像仪和SWlR高光谱成像仪实际的光谱分辨率参数得到的统计结果。可见光近红外(VNlR)峰值信噪比优于200：1,短波红外(SWlR)峰值
17、信噪比优于100:1；主要考虑到可见光近红外谱段探测器和短波近红外探测器的平均噪声水平，模数转换位深等参数。根据国内外主流仪器制造商提供的特定环境条件和硬件参数条件下生成的信噪比变化曲线得到的汇总结果。性能稳定，工作前应经过辐射定标。主要考虑到高光谱成像仪的机载应用需求。根据外业高光谱遥感数据采集的实际应用需求汇总得到的基本要求。机载IMU/GNSS装置的要求机载GNSS接收机应为动态多频GNSS接收机，采样间隔不应大于0.2s；主要考虑到机载GNSS的采样率需满足高光谱成像仪高速成像对定位时间间隔需求。参考目前与高光谱成像仪适配的主流GNSS接收机实际的频率数量和采样率参数得到结果。内容技术
18、指标指标设定及要求设定理由验证依据航摄平台和系统准备GNSS天线应采用航空型产品，具有动态多频接收能力，并有精确定义和稳定的相位中心，能在低空、低速飞行状态下正常工作；主要考虑到高光谱成像仪主要是搭载在多旋翼无人机上，其GNSS天线需满足该应用场景。根据机载高光谱成像仪搭载在无人机载平台上时，对空间定位的基本需求总结出的要求。推扫式高光谱成像仪IMU数据记录频率不应小于200Hz,框幅式高光谱成像仪IMU数据记录频率以不小于64HZ为宜；主要考虑到推扫式的成像方式帧率非常高，而框幅式成像方式帧率较低。根据推扫式高光谱成像仪和框幅式高光谱成像仪二者实际采集的频率参数和奈奎斯特采样定理的要求得到的
19、结论。IMU/GNSS联合解算测角中误差：横滚角和俯仰角不应大于0.3。，航偏角不应大于0.3。o主要考虑到高光谱成像仪的高精度几何校正和图像镶嵌对惯导参数具有极高的要求。根据高光谱成像仪直接使用IMU/GNSS解算后的姿态信息和当前通用IMU的测角精度参数综合考虑得到的结论。地面GNSS基站的要求基站GNSS接收机应为测量型多频GNSS接收机，最小采样间隔不应大于0.5s；主要考虑到IMU/GNSS联合解算需要的基站GNSS接收机最低的接收频率要求。为了获得高精度的解算后的POS信息，根据IMU/GNSS进行后差分解算时所需的基站数据，结合外场实验结果得到的结论。GNSS天线应带有抑径板或抑
20、径圈，具有双频接收能力；主要考虑到地面测量时应尽可能减小GNSS天线受到水平和以下的多径信号干扰，提高信号连接稳定性。为了使用吸波抑径板或抑径圈，屏蔽水平和以下的多径杂散信号，减小天线的相位波动，提高环境适应性和连接稳健性提出的要求。应配有充足的电池或电源系统，能保证航摄作业过程中供电不间断；主要考虑航摄作业的工作效率和飞行的安全性。依据GB/T27919-2011IMU/GPS辅助航空摄影技术规范。应配有能适应满架次作业所需地面观测数据存储要求的存储器。主要考虑高光谱航摄作业数据量庞大，需要大容量存储器进行数据存储的需求。为了保证外业任务不会因为数据存储问题导致任务暂停或中断而提出的要求。地
21、物波谱仪谱段范围为可见光-短波红外，波长为40Onm2500nm；主要考虑高光谱成像波段有效范围。依据DB32/T4123-2021生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程O可见光范围光谱分辨率优于3nm；短波红外范围光谱分辨率优于7nm；主要考虑不同波段范围的探测器对不同谱段的光谱响应能力存在差异。依据DB32/T4123-2021生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程。光谱采集视场角为1主要考虑地物波谱采依据DB32/T4123-2021内容技术指标指标设定及要求设定理由验证依据25；集时视场角尽可能符合要求。生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程。地物波谱仪性能稳定，配带标准定标板。主要考
22、虑地物波谱仪的标定要求。依据DB32/T4123-2021生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程。摄备数获取航准和据用地面分辨率地面分辨率应根据测区的地物目标大小和地形特点，在确保满足影像用途和数据精度的前提下，本着有利于缩短作业周期、降低成本、提高测量综合效益的原则，在表1的范围内选择。也可根据待识别地物目标的尺寸而定，分辨率不宜低于待识别目标地物尺寸大小的50%o有利于缩短成图周期、降低成本、提高测绘综合效益。依据CH/T3005-2021低空数字航空摄影规范。分区原则a）应根据测区大小、形状、地形条件等因素，结合实际应用需求进行合理分区；b）当测区过长时，按照地面卫星导航定位基站有效控制
23、范围、高光谱成像仪性能限制和气象条件等因素进行合理分区；C）当地形起伏较大时，按照测区高差不大于五分之一相对航高（以分区的平均高程为基准）进行分区设计。主要考虑无人机航摄时减少分区数量，避免撞山风险，提高航摄执行效率。依据（CHT3005-2021低空数字航空摄影规范。分区基准面高度依据分区地形起伏和飞行安全条件等确定分区基准面高度，具体计算公式参见附录A中的A.1。依据分区地形起伏、飞行安全条件等确定分区基准面高度。依据CH/T3005-2021低空数字航空摄影规范。摄备数获取航准和据用航线设计原则a）航线一般沿测区长轴方向，或综合考虑地貌条件、工作效率、气象条件和具体工作需要等因素而定，或
24、者沿地理南北、东西方向飞行；b）旁向重叠度一般不低于30%,在陡峭山区、高大建筑物密集的城镇地区、海岛、道路、管线、河流等摄主要保证像片的解译精度以及图像拼接的效率，满足立体量测的需要，避免因像片质量不合格引起的误差和额外测绘成本。依据GB/T39612-2020低空数字航摄与数据处理规范。内容技术指标指标设定及要求设定理由验证依据航摄准备和数据获取区航摄时，旁向重叠度设计宜适当加大；框幅式高光谱成像仪航向重叠度一般不低于65%。具体应根据测区地形情况和飞行条件选择；C）位于测区边缘的首末航线应设计在测区边界线上或边界线外.d）每条航线鲁尾应超出数据采集区域至少一个航线间距的长度。依据GB/T
25、39612-2020低空数字航摄与数据处理规范。飞行速度计算飞行速度（地速）根据高光谱成像仪扫描周期和地面分辨率确定，具体计算公式参见附录A的公式A.6。保证航摄影像质量，满足数字航空摄影测量规范对像点位移的要求。依据DD2014-14机载成像高光谱遥感数据获取技术规程DB32/T4123-2021生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程以及参考文献关于航空影像中飞行地速对前向像移的影响研究。飞行高度计算飞行高度（相对航高、绝对航高）根据5.L3所确定的空间分辨率和高光谱成像仪的瞬时视场确定，具体计算公式参见附录A中的公式A.7。尽可能满足大比例成图的要求，使航测成果分辨率高、精度符合要求。依据
26、CH/T3005-2021低空数字航空摄影规范。应选择合格的定标板/布作为定标场；主要考虑需要将原始高光谱数据进行辐射校正转换成反射率数据，以便建立数据分析模型。为了保证辐射校正能以某个反射率稳定且一致的参考目标为基准，计算整个数据的反射率数据。定标板/布应具有光谱均匀性；主要考虑到定标场可能会因为污损，导致不同区域的光谱存在差异。为了保证在选择定标板/布的光谱参考信息时，能够利用其平均光谱信息作为准确的光谱参考，避免光谱的不均匀导致反射率计算存在较大偏差。内容技术指标指标设定及要求设定理由验证依据定标场选择标准定标板/布要均匀、平整，具有良好的朗伯体特性；主要考虑到定标板/布对不同入射角的光
27、线的反射率始终保持一致。为了在野外航摄作业时，尽可能避免太阳高度角随着时间变化导致定标板/布的漫反射率出现不一致的情况，反射率参考不准确，将导致整个数据的辐射校正结果不准确。定标场应分别选择反射特性均匀、面积宜不小于当前地面分辨率下5X5个像元的黑板/布、白板/布或灰板/布；白板反射率大于0.7,白布反射率大于0.5,黑板/布反射率小于0.3,灰板/布反射率介于白板/布与黑板/布之间；主要考虑到后续需要从高光谱遥感数据中选出足够多的参考像元，且针对不同地物，能够选择相似的反射率参考。为了在野外航摄作业时，在一定的飞行高度范围内，所采集的高光谱数据上仍然能够提取到足够多的反射率参考像元；另外，由
28、于水体，土壤，植被等目标反射率差异较大，准确计算地物反射率需要使用白，灰，黑三种反射率差异较大的目标建立反射率梯度。定标场选择标准定标场宜设置在测区内或测区附近的醒目平坦处，建议通过移动定标场位置来保证每个架次都有对应的定标场存在。主要考虑到户外的光照条件不稳定，不同架次的测区内都需要定标场来对不同架次的光照条件进行标定。为了在野外作业时，尽可能降低因为不同架次之间的时间跨度较大，导致光照环境将发生明显变化，从而影响辐射校正的数据准确性，每个架次内都需要以该架次内采集到的定标场来作为辐射校正的参考。航摄准备和数据获取飞行环境要求天气晴朗、光照良好、无云且风力较小，太阳光辐射强度大于等于5000
29、1ux,能见度大于15km,风力不宜大于5级；考虑到无人机飞行过程中的稳定性以及航测成果的精度。依据标准DB32/T4123-2021生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程DD2014-14机载成像高光谱遥感数据获取技术规程以及参考文献EstimationofSoilSaltContentandOrganicMatteronArableLandintheYellowRiverDeltabyCombiningUAVHyperspectralandLandsat-8MultispectralImageryXWrHU-Hi：UV-bornehyperspectral内容技术指标指标设定及要求设定理由
30、验证依据withhighspatialresolution(H2)benchmarkdatasetsandclassifierforprecisecropidentificationbasedondeepconvolutionalneuralnetworkwithCRFo航摄准备和数据获取飞行环境要求太阳高度角应大于30。，以10点到15点为宜；地物主体为水域时以9点到11点，14点到15点为宜。考虑需要保证充足的阳光，又要避免过大的阴影。依据标准GBT6962-20051：500,1：1000,1：2000比例尺地形图航空摄影规范和文献水体光谱测量与分析I：水面以上测量法WAVMultisp
31、ectralImage-BasedUrbanRiverWaterQualityMonitoringUsingStackedEnsembleMachineLearningAlgorithms-ACaseStudyoftheZhangheRiver,ChinaAnUAVandSatelliteMultispectralDataApproachtoMonitorWaterQualityinSmallReservoirs。飞行质量要求a）旁向重叠度一般不小于15%,最小不得小于8%。框幅式高光谱成像仪航向重叠度一般不小于60%,最小不得小于53%；b）航线弯曲度小于等于3乐应不影响成果几何校正精度OC
32、）航线飞行俯仰角小于等于3,且不大于自稳云台的可调整角度范围。d）航线飞行横滚角小于等于6oC）飞行上升、下降的速率小于等于10m/Sof）航线内航高变化不应超过相对航高的5%,分区内考虑保证获取的高光谱数据质量。依据CHT3005-2021低空数字航空摄影规范DB32/T4123-2021生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程GB/T27920数字航空摄影规范WD2014-14机载成像高光谱遥感数据获取技术规程O内容技术指标指标设定及要求设定理由验证依据实际航高不应超过设计航高的5%og）进入航线飞行过程中，飞行地速应按照GB/T27920数字航空摄影规范执行。h）摄区边界覆盖应按照GB/T
33、27920数字航空摄影规范执行。i）测区范围内数据采集不完整或有漏洞，应补飞；原始数据图像不清晰，图像亮度有过曝和或者过暗的现象，应重飞；单航带云和阴影面积大于5%,应重飞；数据采集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高光谱成像仪补摄，补摄航线的两端应超出漏洞之外两个扫描带宽的长度；定标场不合格时，应重飞。j）每次飞行结束，应填写航摄飞行记录表，航摄飞行记录表格式参见附录B。飞行记录表要求清晰、准确、完整，内容齐全，参数设置与飞行设计一致，飞行航迹数据满足飞行方案设计要求。航摄准备和数据获取高光谱数据获取要求a）每日作业任务开始前需填写飞行任务书，格式见附录B中表B.
34、2,并由数据采集现场负责人向飞行员（领航员或操作员）详细说明当日飞行任务，双方签字确认；b）起飞前数据采集根据无人机定位设备的需要，在起飞前静止状态下采集定位数据；C）数据采集过程中，操作人员应监测航迹、航高、航速是否符合要求，同时监测气象条件（云量、能见度），主要考虑保证高光谱数据采集过程规范化及成果质量精度。依据DB32/T4123-2021生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程。内容技术指标指标设定及要求设定理由验证依据填写飞行记录表（见附录B中的表B.3）。如不符合设计要求，及时进行重飞，重飞按原设计要求进行；d）每架次数据采集应进行定标场航线的飞行，以获取定标场光谱数据；e）飞行结束
35、后，根据无人机定位设备的需要，在静止状态下收集满足定位要求的数据后，及时备份数据。地面基站数据获取使用地面GNSS基站数据做后差分计算时，飞行前半小时应打开地面基站，在卫星导航定位基站搜索卫星成功后，采用静态测量模式记录数据。飞行结束半小时后停止记录，关闭地面基站，导出基站数据并备份。主要考虑到地面基站的定位信息需要时间进行收敛，从而获得高精度的静态测量参考结果。为了保证地面基站采集的静态信息是该基站经过时间收敛之后得到的精确信息，从而保证移动站和静态站进行后差分解算得到精度衰减低，准确可信的数据结果。航摄准备和数据获取地面定标场光谱测量a）飞行测量过程中，应采用地物波谱仪进行地面定标场或同步
36、航线地面光谱测量；b）明暗地物或黑白布辐射定标场的同步或准同步地面光谱测量，测点应均匀分布于定标场，每一定标场地光谱测量不少于30个测点；C）同步或准同步航线地面光谱测量的采集路线应兼顾飞行路线条件与地面地物条件，每条航线围内至少一个地面光谱采集点，每个采集点的纯净地物面积应不小于33像元；d）测量过程中应记录地面定标场所在的位置和对应的架次及航带；e）地物采集避免房屋建筑、树木等遮挡，同一地物采集光谱不少于5条；f）采集同步地物光谱应填主要考虑保证地面定标场光谱测量过程规范化及定标光谱测量精度。依据DB32/T4123-2021生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程。内容技术指标指标设定及要
37、求设定理由验证依据摄备数获艮航准和据坳写飞行同步地物波谱采集记录表，表格样式见附录C中表C.Io地物光谱测量a）应在数据采集过程中进行飞行区内定标板/布以及典型地物的光谱数据采集；b）地物光谱测量应避免房屋建筑、树木等遮挡，每个采集点的纯净地物面积应不小于33像元，同一地物采集光谱不少于3条；C）光谱测量同时应进行坐标测量和现场拍照；d）采集地物光谱应填写地物光谱采集记录表，表格样式见附录C中表C.2o主要考虑保证地物光谱测量精度及过程标准化。依据DB32T4123-2021生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程。高光谱原始数据质量检查a）测区范围内数据采集完整性，如有漏洞，漏洞面积占比应不大
38、于1%；b）原始数据影像清晰度、影像亮度不存在过饱和或过暗的现象；C）统计各条带的云量、阴影的百分比情况，单航带云和阴影面积应小于5%；d）图像重建波谱与经重采样后的同名地物实测地物光谱或标准光谱库光谱相似度不低于80乐典型吸收特征的位置光谱漂移小于光谱分辨率；e）不同条带之间应有较好的光谱一致性，消除光照等因素带来的影响；f）波长在660nm处的信噪比应大于400,波长在2120nm处的信噪比应大于100,信噪比的计算方法参见附录Do主要考虑数据采集漏洞面积、影像清晰度、影像亮度、云、阴影、光谱相似度、光谱一致性、信噪比对高光谱原始数据质量的影响，从而保证高光谱原始数据的可用性。依据（DB3
39、2T4123-2021生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程O数据预处理a）几何粗校正后，影像中的地物目标没有严重的变形和缺失，几何中误差小于6主要考虑几何粗校正、几何校正、光谱反射率检查等精度对高光谱依据DB32/T4123-2021生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程。内容技术指标指标设定及要求设定理由验证依据数据预处理预处理质量检查预处理质量检查个像元。如不符合需要重新进行几何粗校正；b）几何精校正后，影像中的地物目标没有严重的变形和缺失，几何中误差小于3个像元。如不符合需要重新进行几何精校正；C）在每条航线选取应不少于3种地物的检查点，获取检查点的光谱反射率曲线，与实测地面光谱或光谱
40、库中的标准光谱进行对比，要求二者光谱曲线形态和变化趋势一致、谱带位置和谱带特征无明显变异。如不符合需要重新计算光谱反射率。成果数据的影响，保障高光谱数据预处理符合要求。（3）指标论证综述说明1）范围本规范适用于推扫式低空高光谱航摄系统，以高光谱数据获取为主要目的的低空数字航空摄影工作，框幅式低空高光谱航摄系统可参考执行。围绕本规范的内容范围，编制组进行了多轮热烈讨论，最终形成共识。编制组认为本规范应主要面向低空高光谱数据获取工作准备、数据获取、数据预处理、预处理产品分级及质量等要求，强调高光谱数据获取的特殊性，与常规无人机航摄区分开。在多次讨论中，有专家建议保留无人机高光谱数据产品分级与生产的
41、相关内容。编制组经过讨论，接受此意见。修改后的规范以分级数据产品为提交成果O考虑到尚无推扫式无人机航摄相关规范，本规范对推扫式无人机航摄的相关内容进行了细致的描述和规定。2）规范性引用文件本规范的引用文件包括了与IMU/GNSS无人机高光谱遥感密切相关的5部国家标准以及1部行业标准，并按照规范编制要求进行排列。3）术语和定义本规范在GB/T27920.2-2012数字航空摄影规范第2部分：推扫式数字航空摄影已有术语“GPS偏心分量”的基础上，根据规范实际内容，增加了7个术语“IMU”GNSSv“高光谱数据”“峰值信噪比”“辐射定标”“光谱漂移”“光谱重建”。其中“GPS偏心分量”更新为“GNS
42、S偏心分量”，以对应卫星导航技术的发展现状。4）技术流程为了方便理解标准章节前后关系以及低空高光谱数据获取的基本流程，特增加MU/GNSS辅助低空高光谱数据获取技术流程章节。5）工作准备根据MU/GNSS辅助低空高光谱数据获取技术流程，规定所需的航摄平台和系统准备、航摄规划、空域使用申请、飞行前准备等工作准备内容。航摄平台和系统准备包括低空飞行平台、高光谱成像仪、机载IMU/GNSS系统、地面GNSS基站及地物波谱仪，其中低空飞行器平台在载重、续航、稳定性方面应该适配高光谱成像仪；高光谱成像仪在光谱范围、光谱分辨率、数据存储能力等方面应该适配项目需求；机载IMU/GNSS系统及地面GNSS基站
43、在采样频率、可靠性、定位能力等方面应该适配低空飞行器的导航需求和高光谱数据确定外方位元素的定位定向需求；地物波谱仪作为高光谱成像仪光谱定标的依据，需满足能作为高光谱成像仪波段选择、验证、评价的要求。航摄规划包括资料收集、地面分辨率、测区分区、航线设计四个方面的内容。其中，资料收集参照了GB/T27920.2-2011数字航空摄影规范第2部分：推扫式数字航空摄影的规定；地面分辨率在依据CH/T3005-2021低空数字航空摄影规范的基础上，考虑到有人机数据获取，因此增加了1：10000比例尺对应的地面分辨率；测区分区、航线设计参照了CH/Z3004-2010低空数字航空摄影测量外业规范的规定。空
44、域使用申请章节规定内容与基础航摄空域使用申请要求一致。飞行前准备包括野外踏勘、定标场选择、仪器安装与检查、基站布设、其他准备五个方面的内容。野外踏勘主要是考虑周边环境是否满足数据获取要求,与常规航摄工作要求相同；定标场选择参照了编制单位实际生产经验；仪器安装与检查说明了将高光谱成像仪安装到低空飞行器平台的步骤和注意事项；基站布设参考相关国标。6）数据获取根据MU/GNSS辅助低空高光谱数据获取作业流程，将数据获取章节分为基本要求、地面GNSS基站数据获取、地面定标场光谱测量、地物光谱测量、原始数据质量检查等内容。基本要求在飞行环境、飞行质量等要求基础上，增加了高光谱数据获取要求。高光谱数据获取
45、要求主要依据WB32/T4123-2021生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程进行设定。地面GNSS基站数据获取主要是为了保证获取高光谱数据的定位精度，与常规航摄要求相同，根据实际航摄工作进行设定。地面定标场光谱测量、地物光谱测量是高光谱数据获取特需的工作流程，依据WB32/T4123-2021生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程进行设定。原始数据质量检查在常规航摄飞行质量检查的基础上，增加了高光谱原始数据质量检查，检查内容依据DB32/T4123-2021生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程进行设定。7）数据预处理为提供可用且可靠的低空高光谱数据，规范对低空获取且原始质量检查合格后的高光谱原始数据预处理进行规定，以便提供可应用的预处理高光谱产品。8）数据产品分级与质量检查因本规范为低空高光谱数据获取规范，故高光谱数据产品分级只到预处理分级产品级别，即只包含0级、1级、2级产品。该章对上述三级产品分级及检查标准进行了规定。9）成果整理与移交该章制定了成果整理涉及的数据和文档资料，资料移交涉及的数据和文档资料。10）附录本规范包含5个附录，附录A为航摄常用计算公式，附录B为飞行测量记录表的内容与格式，附录C为地面作业记录表的内容与格式，附录D为航带原始数据信噪比计算公式，附录E为反射率常用计算方法，附录F为航线示意图，附
