《生產建設項目水土保持監(jiān)測無人機應用技術導則》編制說明

《生產建設項目水土保持監(jiān)測無人機應用

技術導則》

（√征求意見稿送審稿報批稿）

編制說明

主編單位：長江水利委員會長江科學院

北京渤海嘉實工程咨詢有限責任公司

水利部科技推廣中心

2022年3月

編制說明

一、工作簡況

1.1任務來源

2020年12月，中國水利學會根據(jù)《中國水利學會團體標準管理辦法》相關規(guī)

定，經(jīng)過立項論證，公示后以《關于批準<河湖生態(tài)空間管控與保護技術導則>等

48項標準立項的通知》（水學〔2021〕96號），批準該標準立項。

本標準的主編單位為長江水利委員會長江科學院、北京渤海嘉實工程咨詢有

限責任公司及水利部科技推廣中心；參編單位為深圳市深水水務咨詢有限公司、

水利部海河水利委員會海河流域水土保持監(jiān)測中心站、北京水保生態(tài)工程咨詢有

限公司、北京華夏山川生態(tài)環(huán)境科技有限公司、水利部長江勘測技術研究所、長

江勘測規(guī)劃設計研究有限責任公司、黃河水利委員會黃河水利科學研究院、中水

珠江規(guī)劃勘測設計有限公司、北京水利學會、北京市懷柔區(qū)水土保持和水生態(tài)工

作站、北京市延慶區(qū)白河流域水務所、北京市路政局道路建設工程項目管理中

心、北京市順義區(qū)水務局仁和水務所及北京中水渤海工程監(jiān)理有限責任公司。

1.2任務背景

我國是世界上水土流失最嚴重的國家之一，黨的十八大以來，國家推進生態(tài)

文明建設戰(zhàn)略，水土保持已成為生態(tài)文明建設的重要組成。生產建設項目水土保

持監(jiān)測是做好水土保持工作的重要基礎性支撐，但現(xiàn)階段，我國水土保持監(jiān)測工

作還存在諸多短板，嚴重制約了水土保持監(jiān)測工作的發(fā)展。

近年來，隨著“空天地一體化”技術的發(fā)展，無人機遙感已為水土保持監(jiān)測提

供了有力的技術支撐，并逐漸形成以無人機為空中平臺，構建了“天地一體、上下

協(xié)同、信息共享”的監(jiān)管新模式。然而，這一技術在水土保持監(jiān)測工作中的廣泛應

用還未形成統(tǒng)一、有效的方法與標準，主要體現(xiàn)在無人機使用不規(guī)范、沒有統(tǒng)一

的操作規(guī)范，進而無法支撐數(shù)據(jù)共享，影響監(jiān)測成果效益的進一步發(fā)揮等。

為此，長江水利委員會長江科學院聯(lián)合北京渤海嘉實工程咨詢有限責任公

司、水利部科技推廣中心等單位，基于大量的生產建設項目無人機水土保持監(jiān)測

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經(jīng)驗，制定《生產建設項目水土保持監(jiān)測無人機應用技術導則》這一團體技術標

準，旨在規(guī)范和統(tǒng)一團體成員單位利用無人機開展生產建設項目水土保持監(jiān)測時

的技術流程、數(shù)據(jù)格式、成果標準等，填補水土保持行業(yè)相關新技術應用領域的

空白，推進生產建設項目水土保持監(jiān)管信息化，促進水土保持監(jiān)測數(shù)據(jù)共享，實

現(xiàn)無人機遙感監(jiān)測安全可控和良性健康發(fā)展。

目前，我國水土保持相關法律法規(guī)體系已經(jīng)基本形成，重要的標準已經(jīng)頒布

實施并有效指導水土保持工作。無人機技術作為水土保持監(jiān)測中的一項新技術，

在一定程度上反應了當前水土保持信息化建設的水平，應盡快制定團體標準，為

行標乃至國標的制訂提供前提和基礎。

1.3主要工作過程

1.3.1組建標準編制組

長江水利委員會長江科學院作為標準編制技術牽頭機構，于2020年10月組建

了由北京渤海嘉實工程咨詢有限責任公司、水利部科技推廣中心等行業(yè)專家及一

線人員組成的標準編制工作組，制定了標準編制工作方案，開展標準編制工作。

1.3.2文獻和資料收集

標準編制組收集整理了相關的國家或行業(yè)標準，如《生產建設項目水土保

持監(jiān)測與評價標準》（GB/T51240）、《生產建設項目水土保持技術標準》

（GB50433）、《生產建設項目水土流失防治標準》（GB/T50434）、《水土

保持遙感監(jiān)測技術規(guī)范》（SL592）、《水土保持信息管理技術規(guī)程》（SL

341）、《數(shù)字航空攝影測量測圖規(guī)范第1部分：1:5001:10001:2000數(shù)字高程模

型數(shù)字正射影像圖數(shù)字線劃圖》（CH/T3007.1）、《數(shù)字航空攝影測量測圖

規(guī)范第1部分：1:50001:10000數(shù)字高程模型數(shù)字正射影像圖數(shù)字線劃圖》

（CH/T3007.2）、《無人機航攝安全作業(yè)基本要求》（CH/Z3001）、《低空數(shù)

字航空攝影測量內業(yè)規(guī)范》（CH/Z3003）、《低空數(shù)字航空攝影測量外業(yè)規(guī)

范》（CH/Z3004）、《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》（CH/Z3005）、《數(shù)字航空

攝影測量控制測量規(guī)范》（CH/T3006）、《數(shù)字測繪成果質量要求》（GB/T

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17941）、《民用輕小型固定翼無人機飛行控制系統(tǒng)通用要求》（GB/T

38996）、《輕小型多旋翼無人機飛行控制與導航系統(tǒng)通用要求》（GB/T

38997）等相關標準和資料。標準編制組按照標準編制依據(jù)和原則，對上述資料

進行了認真分析、學習和研討，初步理順了標準編制的方向和思路。

1.3.3調研及標準編制

（1）調研

標準編制工作組通過行業(yè)協(xié)會等平臺，召集相關科研院所、工程管理部門和

生產單位進行座談，與從事生產建設項目水土保持監(jiān)測管理和從事生產建設項目

一線等方面的專家進行交流，了解國內相關水土保持監(jiān)測工作的開展情況，總結

其經(jīng)驗，分析項目實施中存在的問題。同時，標準編制工作組還赴相關單位進行

了調研，了解各相關單位開展無人機在生產建設項目水土保持監(jiān)測工作方面的相

關進展情況，獲取了工作經(jīng)驗，總結了存在的問題。

通過調研，標準編制工作組系統(tǒng)梳理了生產建設項目水土保持監(jiān)測無人機應

用技術導則項目實施的主要內容，分析了水土保持無人機應用實施中各環(huán)節(jié)的主

要目的、內容及要求，基本理清了本標準的編制思路。

（2）形成標準初稿

通過調研，標準編制工作組對收集到的相關信息、資料進行了詳細的分析、

研討和總結，結合生產建設項目水土流失特點，圍繞全面、快速、實時監(jiān)測等合

理的要求，形成了生產建設項目水土保持無人機應用設計思路。在此基礎上，參

照GB/T1.2—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》

的要求，編寫了《生產建設項目水土保持監(jiān)測無人機應用技術導則》標準初稿。

（3）標準立項

2020年12月9日，標準編制工作組完成《生產建設項目水土保持監(jiān)測無人機

應用技術導則》初稿和立項申請材料，提交中國水利學會。2020年12月29日，中

國水利學會在北京組織了該標準立項論證審查，審查專家一致同意該標準立項，

同時提出了修改意見及建議。2021年7月21日，水利學會發(fā)布該標準立項公示。

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立項論證專家意見及建議主要包括：

1）無人機技術在水利、環(huán)保、鐵路、交通、能源等多個行業(yè)中應用已十分

廣泛，具有數(shù)據(jù)獲取成本低、安全作業(yè)保障能力強、數(shù)據(jù)精度高的優(yōu)勢，技術成

熟可靠。為進一步推廣普及無人機技術在生產建設項目水土保持監(jiān)測中的應用、

規(guī)范技術流程、數(shù)據(jù)類型與格式等，保證數(shù)據(jù)質量，制定《生產建設項目水土保

持監(jiān)測無人機應用技術導則》是必要的，也是可行的。

2）導則主要包括的基本原則、無人機遙感作業(yè)方案、基礎影響采集、監(jiān)測

信息提取與應用、質量管理等內容合理。

3）申報單位提出的導則立項申請理由充分，目標明確，框架結構合理。

（4）形成征求意見稿

根據(jù)立項論證專家意見，標準編制工作組逐條討論處理，對《生產建設項目

水土保持監(jiān)測無人機應用技術導則》初稿進行了多次討論、修改，于2021年12月

形成征求意見稿，完成征求意見階段材料（征求意見稿和編制說明），于2022年

3月提交中國水利學會。

1.4主要起草人及其所做的工作

1.4.1起草單位

本標準起草工作由長江水利委員會長江科學院、北京渤海嘉實工程咨詢有限

責任公司及水利部科技推廣中心牽頭負責。

1.4.2任務分配介紹

中國水利學會作為主管單位負責指導與協(xié)調標準的編制工作。

長江水利委員會長江科學院作為標準起草的主要單位，主要負責標準文本起

草、反饋意見處理、與編制單位之間的溝通交流等工作。

北京渤海嘉實工程咨詢有限責任公司、水利部科技推廣中心負責各相關資料

分析整理，參與文本的討論，技術支持，會議召集等工作。

各參編單位主要負責標準中相關指標的復核工作。

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二、主要內容及來源依據(jù)

2.1主要內容

本標準共包括8章，分別為：

1.范圍

2.規(guī)范性引用文件

3.術語

本章給出了本規(guī)范的主要術語。

4.基本規(guī)定

本章給出了無人機應用的基本原則、監(jiān)測內容、監(jiān)測指標和重點監(jiān)測對象。

5.基礎影像采集

本章給出了對無人機遙感系統(tǒng)配置、作業(yè)方案、影像采集的相關要求。

6.監(jiān)測信息提取

本章給出了對基礎影像處理、基礎信息提取和監(jiān)測指標獲取的方法和質量要

求。

7.分析評價

本章給出了對水土流失情況評價和水土保持效果評價的方法。

8.監(jiān)測成果及要求

本章給出了對監(jiān)測成果及其質量的要求。

2.2來源依據(jù)

《生產建設項目水土保持監(jiān)測與評價標準》（GB/T51240）、《生產建設項

目水土保持技術標準》（GB50433）、《生產建設項目水土流失防治標準》

（GB/T50434）、《水土保持遙感監(jiān)測技術規(guī)范》（SL592）、《水土保持信息管

理技術規(guī)程》（SL341）、《數(shù)字航空攝影測量測圖規(guī)范第1部分：1:5001:1000

1:2000數(shù)字高程模型數(shù)字正射影像圖數(shù)字線劃圖》（CH/T3007.1）、《數(shù)字航空

攝影測量測圖規(guī)范第1部分：1:50001:10000數(shù)字高程模型數(shù)字正射影像圖數(shù)字線

劃圖》（CH/T3007.2）、《無人機航攝安全作業(yè)基本要求》（CH/Z3001）、《低

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空數(shù)字航空攝影測量內業(yè)規(guī)范》（CH/Z3003）、《低空數(shù)字航空攝影測量外業(yè)規(guī)

范》（CH/Z3004）、《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》（CH/Z3005）、《數(shù)字航空攝

影測量控制測量規(guī)范》（CH/T3006）、《數(shù)字測繪成果質量要求》

（GB/T17941）、《民用輕小型固定翼無人機飛行控制系統(tǒng)通用要求》

（GB/T38996）。

2.3主要試驗、驗證及試行結果

該標準涉及的試驗主要包括：

（1）基于普通航拍的水土保持監(jiān)測試驗：本試驗以鄂北地區(qū)水資源配置工

程為例，通過無人機對主體工程擾動前的狀況進行航拍，可以看到擾動地表的類

型，擾動前的植被類型等；施工過程中對棄土場進行航拍，可快速獲取棄土場的

堆放方式，是否發(fā)生流失對周邊產生影響；通過對水土保持措施航拍，可以判斷

水土保持措施的類型，施工后的恢復狀況。無人機可以從更高的視角俯瞰，從而

更快速的獲取監(jiān)測信息。

（2）基于規(guī)劃航線航拍的水土保持監(jiān)測試驗：本試驗以鄂北地區(qū)水資源配

置工程為例，從基礎影像獲取、監(jiān)測信息提取、分析評價3個方面，開展水土保

持監(jiān)測實例分析。首先，針對工程典型區(qū)進行規(guī)劃航線航拍，利用Agisoft

Photoscan軟件處理原始影像，獲取各區(qū)域的DOM和DEM成果，其水平精度分別

可達0.05m和0.2m。然后，基于DOM和DEM提取監(jiān)測對象的土地利用類型、位

置、面積、體積等信息，構建三維虛擬模型。最后，將提取的監(jiān)測信息逐一應用

于案例工程的水土保持監(jiān)測工作，直接獲取各典型區(qū)擾動土地面積、棄渣體積、

苫蓋與否、苫蓋面積等監(jiān)測結果。無人機監(jiān)測與傳統(tǒng)監(jiān)測方法對比結果表明，雖

2種監(jiān)測方法的結果均滿足相關技術要求，但無人機監(jiān)測效率是傳統(tǒng)人工監(jiān)測效

率的3~5倍。

在上述試驗基礎上，結合國內外生產建設項目水土保持監(jiān)測和無人機測繪的

相關研究成果，提出了生產建設項目水土保持監(jiān)測無人機應用技術導則。

本項目參與單位涉及科研院所、公司等多個單位，這些單位長期以來，運用

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無人機技術開展了大量生產建設項目水土保持監(jiān)測工作，并進行了系統(tǒng)的研究和

總結，取得了良好的實踐經(jīng)驗、工作成效和科研成果。

本標準的編寫，旨在規(guī)范生產建設項目水土保持監(jiān)測無人機應用，為相關管

理部門的工程管理和技術單位/公司的應用實踐提供科學依據(jù)和技術支撐。目前，

相關技術已經(jīng)在鄂北地區(qū)水資源配置工程、引江濟淮工程等生產建設項目水土保

持監(jiān)測中得到應用，取得顯著效果。標準的編寫，吸納了示范應用過程中的成功

經(jīng)驗，解決了水土保持監(jiān)測實施中存在的難題，對標準的驗證、試行和推廣具有

重要意義。

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三、與相關標準的關系分析

3.1與國際、國外同類標準水平的對比情況，或與測試的國外樣品、樣機的有關

數(shù)據(jù)對比情況

表1國內外遙感監(jiān)測技術的適應性及效果比較

技術方法應用范圍效果評估

無人機環(huán)境遙感監(jiān)測國內廣泛使用針對環(huán)境開展監(jiān)測

針對衛(wèi)星遙感技術和水土流失動

水土保持遙感監(jiān)測國內廣泛使用

態(tài)監(jiān)測工作，精度較低

油氣管道工程無人機航空攝影測量國內有使用針對油氣管道工程開展攝影測量

輸變電工程無人機航空攝影測量國內有使用針對輸變電工程開展攝影測量

現(xiàn)有的無人機、遙感相關標準規(guī)范多是針對無人機和遙感硬件、軟件通用技

術或者其他行業(yè)的，可以為本導則提供參考和借鑒，但是目前還缺少專門的生產

建設項目水土保持監(jiān)測無人機應用技術導則。同時，目前無人機技術規(guī)范在各行

業(yè)的應用多限于主體工程，水土保持監(jiān)測領域無人機應用的相關規(guī)范、標準仍然

處于空缺狀態(tài)。本導則是對相關規(guī)定的細化、具體落實和有益補充。

3.2與國內相關標準協(xié)調性分析

本導則編寫過程中，充分考慮了與國內相關標準的協(xié)調性問題，如生產建設

項目水土保持監(jiān)測內容應符合GB/T51240-2018《生產建設項目水土保持監(jiān)測與評

價標準》的要求。標準編寫工作參考了國內相關標準，所述內容與國內相關標準

保持協(xié)調。

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四、貫徹措施及預期效果

全球正處于信息化高速發(fā)展的時代，信息技術已成為影響國家綜合實力和

國際競爭力的關鍵因素，信息化水平已經(jīng)成為衡量一個國家和地區(qū)現(xiàn)代化水平

的重要標志。水土保持作為我國的一項基本國策，其關系到我國小康社會建

設、生態(tài)文明戰(zhàn)略實施以及脫貧攻堅等國計民生的各個方面?，F(xiàn)階段，我國正

處于全面建設小康社會和生態(tài)文明的關鍵時期，急需加快推進水土保持信息化

建設，實時掌握水土保持情況，準確衡量水土資源、生態(tài)環(huán)境優(yōu)劣程度和經(jīng)濟

社會可持續(xù)發(fā)展能力，進一步提升國家宏觀決策的科學水平。面對日新月異的

世界科技發(fā)展新趨勢以及新時代國家高質量發(fā)展的新要求，為支撐保障“互聯(lián)網(wǎng)

+”水利行業(yè)監(jiān)管，水利業(yè)務應用與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G、人工智能等新一代信

息技術的融合需要進一步深入。黨的十九大明確指出“建設生態(tài)文明是中華民族

永續(xù)發(fā)展的千年大計”，水土保持作為生態(tài)文明的重要組織部分，已提升到史無

前例的高度。生產建設項目水土保持實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測，是水土保持項目管理的重

要手段，已成為生態(tài)文明建設的重要抓手。

現(xiàn)階段，我國基礎建設蓬勃發(fā)展，許多重大工程項目相繼開工，隨著“放管

服”改革的深入，以無人機為平臺的水土保持信息化監(jiān)測