低空无人机应用公路边坡巡检技术指南（试行）

低空无人机应用公路边坡巡检技术指南(试行) 核心内容

1. 总则

• 指导低空无人机在公路边坡巡检中的应用，提升智能化、标准化水平。
• 适用于各类公路边坡的变形监测、日常巡查、经常检查、定期检查和应急检查。
• 无人机巡检是人工巡检的辅助与补充，与现有管养体系协同融合。
• 鼓励建设无人机巡检平台，推进数据共享共建。

2. 术语

• 定义了无人机边坡巡检、实名登记管理系统、运行识别发送模块等关键术语。

3. 基本规定

• 巡检工作流程包括方案制定、数据采集、数据处理与成果生成。
• 推荐采用自动航线飞行巡检模式，手动飞行作为补充。
• 无人机应用方式包括可见光相机采集表观病害影像、激光雷达采集点云数据用于变形分析和高精度建模。
• 检查内容、频率等应符合《公路养护技术标准》(JTG 5110—2023)要求。
• 作业人员需取得相应操控执照，熟悉风险及应急处置。
• 作业团队需配备岩土工程相关专业人员。
• 无人机系统性能需满足垂直起降、高精度定位、足够续航、有效无线电发射设备等要求。
• 无人机需进行实名登记与激活，并符合运行识别规范。
• 作业环境需符合法律法规，选择光照均匀、气象稳定的条件，避开强电磁干扰源。

4. 巡检方案

• 制定巡检方案，内容包括目的、对象、方式、数据标准、计划、资源、安全预案等。
• 收集边坡勘察、设计、施工、监测、养护等基础信息。
• 巡检方式分为快速巡检（日常巡查）和精细巡检（经常检查、定期检查、应急检查）。
  • 快速巡检：相对坡面航高15~30m，影像分辨率≤10cm/像素，航向/旁向重叠率≥15%。
  • 精细巡检：相对坡面航高5~15m，影像分辨率≤2cm/像素（常规）或≤0.3cm/像素（建模监测），航向/旁向重叠率≥60%/50%（常规）或≥80%/70%（建模监测）。
• 巡检内容包括边坡坡面、防护结构、排水设施、路堤边坡（路面）、路基与边坡位移、裂缝变化、坡面冲刷、防护结构位移、裂缝变化等。
• 巡检航线由巡检基本点（坡顶、坡脚、转折点等）和巡检特征点（排水沟、挡土墙、裂缝、滑坡体等）连接形成，具体要求根据快速/精细巡检确定。

5. 巡检作业

• 遵循安全第一、质量优先原则，全过程保障安全。
• 作业流程：空域报备、现场踏勘、方案与航线确认、现场数据采集、数据现场核查与归档。
• 作业前准备：制定飞行计划、核查实名登记与激活、检查无人机系统与任务载荷、设置安全策略。
• 飞行作业与数据采集：根据边坡地形调整飞行高度，相对坡面最低飞行高度不低于3m，提升及平移速度≤0.5m/s，按规划航线采集数据，确保质量满足完整性、清晰度、覆盖度要求，记录飞行日志，敏感数据加密处理。
• 运行识别：接入国家无人驾驶航空器一体化综合监管服务平台，实时报送飞行状态，滚动存储运行识别信息，更新间隔不大于10s，发送模块失效时触发告警及处置能力。
• 作业后核查：现场快速核查数据完整性、清晰度、覆盖度，合格后备份，不合格执行补飞，按规定报送飞行信息。

6. 数据处理与成果

• 数据处理宜采用“智能识别为主、人工干预为辅”的技术路线，构建预处理、智能分析、成果输出流程。
• 数据处理成果应遵循“准确、规范、可溯”原则，满足技术状况评定、养护决策需求。
• 数据与成果按规定存储归档，建立备份机制，保存期限与公路养护档案一致。
• 数据预处理：影像数据格式转换、畸变校正、色彩均衡等；点云数据噪点剔除、配准、分类等。
• 巡检图像质量指标：定点定视角拍摄，主体清晰，分辨率不低于1920×1080像素，像点位移不大于1像素，嵌入完整元数据。
• 三维实景模型质量指标：采用国家坐标系，地理配准精准，平面高程精度符合规范，完整覆盖边坡全域及关联区域，拓扑结构完整，纹理清晰，数据量合理。
• 搭载激光雷达边坡监测数据处理方法：DEM、DSM、正射影像制作按规范执行，监测变化底图制作按规范执行，提取变化信息生成成果图。
• 病害智能识别与分析流程：数据集构建（标注、增强、划分）、模型训练与评估（选择算法、评估mAP）、智能分析与量测（识别定位、几何参数量测、人工复核）。
• 数据格式与兼容性：模型采用通用数据格式，支持导入主流软件系统。
• 巡检成果：系统化，具备完整性、可追溯性、标准化，包括巡查检查报告、监测报告、规范化数据包。
  • 巡查检查报告：基本信息、巡查结果、处置建议。
  • 监测报告：基础信息、数据结果（正射影像、三维点云模型、DSM数据）、分析结论（病害位置、尺寸、等级、变化趋势）。
  • 规范化数据包：原始数据包、处理后数据包、元数据说明文件。
  • 成果数据采用主流、开放或标准化格式，确保与管理系统兼容集成。

7. 安全管理与应急响应

• 作业单位应完善无人机全生命周期档案，健全内部管理制度，定期检查设备合规状态，配置安全设施设备，加强日常维护。
• 作业前进行专项风险评估，识别潜在危险源，制定控制措施，重点关注空域与交通风险、环境风险、设备风险、操作风险。
• 编制无人机突发事件应急预案，定期组织演练，发生故障和事故时及时处置并报告。
• 典型场景的应急响应程序：通信中断（自动返航、尝试恢复、设备搜寻）、设备重大故障（安全飞离、紧急迫降）、气象突变（中止任务、返航/迫降）、空中交通管制（停止作业、降落）、无人机撞击或坠落（上报、划定区域、保护现场、配合调查）。
• 应急事件处置完毕后形成书面报告，分析原因，评估效果，完善预案。