《架空輸電線路垂直起降固定翼無人機激光掃描數(shù)據(jù)采集規(guī)范》

ICS：

CCS：

團體標準

T/AOPAXXXX—XXXX

架空輸電線路垂直起降固定翼無人機

激光掃描數(shù)據(jù)采集規(guī)范

Specificationofthedatacollectionbyverticaltakeoffand

landingfixedwingunmannedaerialvehicleslaserscanning

technologyforelectrictransmissionline

（征求意見稿）

2023-XX-XX發(fā)布2023-XX-XX實施

中國航空器擁有者及駕駛員協(xié)會發(fā)布

T/AOPAXXXX-2023

架空輸電線路垂直起降固定翼無人機激光掃描數(shù)據(jù)采集規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了垂直起降固定翼無人機激光掃描輸電線路的作業(yè)要求、工作準備、數(shù)據(jù)采集、成

果整理和安全措施。

本文件適用于交流110kV及以上、直流±400kV及以上架空輸電線路垂直起降固定翼無人機

激光掃描作業(yè)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于

本文件。凡是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/T18314全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范

GB/T26859電力安全工作規(guī)程電力線路部分

GB/T27919IMU/GPS輔助航空攝影技術(shù)規(guī)范

DL/T1482架空輸電線路無人機巡檢作業(yè)技術(shù)導則

CH/T8023機載激光雷達數(shù)據(jù)處理技術(shù)規(guī)范

CH/T8024機載激光雷達數(shù)據(jù)獲取技術(shù)規(guī)范

3術(shù)語和定義

GB/T2900.51界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

激光掃描儀laserscanner

激光掃描儀是一個復合系統(tǒng)，由多個部件組成。它通過記錄激光脈沖從發(fā)射、經(jīng)地面目標物反

射到接收單元的時間延遲，可精確測定從發(fā)射點到地面反射點之間的距離，進而獲取地面反射點的

三維坐標。

3.2

機載定位系統(tǒng)airborneglobalpositionsystem

適用于飛行平臺的GPS接收機或接收模塊，用于測定飛行器空間三維坐標，該設(shè)備應是高精度

航空動態(tài)測量型GPS接收機。

3.3

慣性測量單元inertialmeasurementunit（IMU）

用于測定傳感器在空間的姿態(tài)變化，包括俯仰角、側(cè)滾角和航偏角。

3.4

定位定向系統(tǒng)positionorientationsystem（POS）

由機載GPS接收機與IMU裝置組成，用來測量目標物體每個時刻的空間位置和姿態(tài)角。

3.5

機載激光雷達系統(tǒng)airbornelightdetectionandranging（airborneLiDAR）

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基于機載平臺的激光雷達系統(tǒng)，其基本組成部分包括適用于機載環(huán)境的激光掃描儀、POS系統(tǒng)、

航空數(shù)碼相機等傳感器。通過飛行測量作業(yè)，機載激光雷達系統(tǒng)可以高效、高精度地獲取測量覆蓋

區(qū)域的三維點云數(shù)據(jù)。

3.6

點云pointcloud

以離散、不規(guī)則方式分布在三維空間中點的集合。

3.7

點云密度densityofpointcloud

單位面積上點的平均數(shù)量。

注：一般用每平方米的點數(shù)表示（pts/m2）。

3.8

激光有效距離effectiverangingofthelaser

激光掃描設(shè)備可以探測的距離

3.9

反射率reflectivity

投射到物體上被反射的輻射能與投射到物體上的總輻射能的比率。

注：一般利用激光接收裝置接收到的物體反射的激光脈沖數(shù)與激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光脈沖數(shù)

的比率計算。

3.10

掃描帶寬swathwidth

機載三維激光掃描儀激光腳點形成的掃描帶的寬度。

3.11

CORS系統(tǒng)

一個或若干個固定的、連續(xù)運行的GNSS參考站，利用現(xiàn)代計算機、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)（LAN/WAN）

技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)，實時向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動提供經(jīng)過檢驗的不同類型的GNSS

觀測值（載波相位，偽距）、各種改正數(shù)、狀態(tài)信息，以及其他有關(guān)GNSS服務(wù)項目的系統(tǒng)。

4作業(yè)要求

4.1人員分工

4.1.1機組作業(yè)人員應熟悉垂直起降固定翼無人機激光掃描數(shù)據(jù)采集作業(yè)方法和技術(shù)手段，通過相

應機型的操作培訓，符合中國民用航空局對無人機操控員相關(guān)資質(zhì)要求并持對應機型無人機執(zhí)照上

崗。

4.1.2垂直起降固定翼無人機激光掃描作業(yè)機組應包括工作負責人和機組成員，作業(yè)分工如下：

a)工作負責人：負責輸電線路激光掃描任務(wù)的總體協(xié)調(diào)；確認輸電線路激光掃描作業(yè)計劃；作

業(yè)現(xiàn)場人員安全管理與內(nèi)容分配；作業(yè)緊急情況處理或反應；

b)無人機操控員（數(shù)據(jù)采集員）：負責輸電線路激光掃描飛行任務(wù)及空中作業(yè)安全管制；負責

地面站、載荷及無人機航前檢查；負責作業(yè)緊急情況操作和避險；遇到特殊情況，操控員有權(quán)終止

輸電線路掃描作業(yè)；

c)機務(wù)員（安全員）：配合無人機操控員對無人機及載荷的檢查、維護及現(xiàn)場故障排除，維護

記錄簿等填寫；負責無人機及載荷的協(xié)助安裝及拆卸；負責監(jiān)督檢查現(xiàn)場安全措施正確完備，制止

違章指揮和強令作業(yè)人員冒進作業(yè)；負責組織機組各飛行專業(yè)人員在飛行現(xiàn)場，依照《飛行日志本》

內(nèi)容完成飛行四個階段工作，并簽字確認；對飛行各階段的準備和完成情況進行實時監(jiān)督。

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4.1.3機組作業(yè)人員應身體健康，精神狀態(tài)良好。

4.1.4機組作業(yè)人員應進行安全、技術(shù)交底，熟悉工作內(nèi)容、方法、流程及安全要求。

4.2設(shè)備要求

4.2.1無人機選型

a)無人機飛行平臺分系統(tǒng)應按照國家規(guī)定實行實名注冊登記，無人機機身須有明確標識；

b)宜選擇長航時、長航程及大載重的純電動垂直起降固定翼無人機；

c)抗風能力宜大于6級，巡航速度宜不低于70km/h，續(xù)航時間宜不低于90min，最大載重

宜大于3kg；

d)應各項性能指標良好，處于適航狀態(tài)。

4.2.2機載激光雷達設(shè)備選型

a)搭載的激光雷達設(shè)備重量應在無人機的載荷范圍內(nèi)，抗震性強，拆裝方便；

b)激光雷達的有效操作距離應大于無人機巡檢輸電線路的安全距離，激光點云密度須滿足成果

精度要求，數(shù)據(jù)存儲空間應足夠；

c)激光等級宜為1級人眼安全，精度宜不低于10cm，最大脈沖發(fā)射頻率宜不小于400kHz。

4.2.3機載POS系統(tǒng)選型

a)機載GPS接收機應是航空型GPS信號接收機，為高精度動態(tài)測量型雙頻接收機，有穩(wěn)定的相

位中心，能在高空、高速的環(huán)境下正常工作，數(shù)據(jù)采樣率應不小于2Hz，符合GB/T27919有關(guān)要

求；

b)機載IMU的記錄頻率一般不低于128Hz，測角中誤差須滿足：側(cè)滾角和俯仰角的中誤差不

大于0.01°，航偏角的中誤差不大于0.02°。

4.2.4地面基站選型

a)為保證測量精度，地面GPS應選擇高精度實時動態(tài)雙頻GPS接收機，地面靜態(tài)GPS接收機的

數(shù)據(jù)采樣率應不低于機載GPS接收機的數(shù)據(jù)采樣率；

b)無人機巡檢輸電線路距離應在基站無線電鏈路范圍內(nèi)；

c)根據(jù)作業(yè)時間，配備外接電源。

4.3飛行要求

4.3.1飛行參數(shù)

a)激光雷達掃描輸電線路過程中，應根據(jù)不同電壓等級線路安全距離設(shè)置無人機航線高度，并

在無人機安全巡航速度內(nèi)飛行；

b)作業(yè)過程中應確保無人機在指定海拔高度飛行，航向指示角、橫偏距、俯仰角及滾轉(zhuǎn)角等參

數(shù)在有效范圍內(nèi)；

c)作業(yè)過程中應時刻關(guān)注無人機動力電源、風速、航速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速等參數(shù)。

4.3.2技術(shù)參數(shù)

a)無人機激光雷達掃描輸電線路時應在安全距離范圍內(nèi)且沿著輸電線路方向，每條航線直線飛

行時間不超過30min；

b)航線預規(guī)劃時，如果遇到掃描線路轉(zhuǎn)角大于30°，或連續(xù)沿單一方向飛行超過30min，應

根據(jù)無人機航巡速度、最小轉(zhuǎn)彎半徑及周圍環(huán)境設(shè)置飛出航線后順時針或逆時針做S飛行，以保證

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GPS精度；

c)以帶狀作業(yè)方式對輸電線路進行激光掃描，線路兩側(cè)距離不小于45m；

d)禁止無人機在線路正上方盤旋，禁止在導線間穿行。

5作業(yè)流程

無人機激光掃描作業(yè)流程見圖1。

圖1無人機激光掃描作業(yè)流程圖

6作業(yè)前準備

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6.1人員準備

6.1.1無人機操控員應熟悉無人機巡檢作業(yè)方法和技術(shù)手段，通過相應機型的操作培訓，考試合格

后持證上崗。

6.1.2作業(yè)人員應具備相應的輸電線路知識，熟悉航空、氣象、地理等必要知識，并熟悉GB/T26859

的有關(guān)規(guī)定。

6.1.3作業(yè)人員應身體健康，精神狀態(tài)良好。

6.2任務(wù)規(guī)劃

6.2.1項目成立后作業(yè)人員應明確作業(yè)內(nèi)容，現(xiàn)場踏勘選取無人機起、降點位置，收集巡檢輸電線

路臺賬，依據(jù)線路所處海拔高度、地形地貌、氣象因素、人居環(huán)境等合理規(guī)劃航線。

6.2.2作業(yè)人員應在作業(yè)前確保無人機地面站、基站及激光雷達掃描系統(tǒng)各項指標參數(shù)正常，仔細

核對無人機所需電池電量充足，保障設(shè)備攜帶齊全（見附錄A）。

6.2.3作業(yè)人員應在作業(yè)前核實巡檢輸電線路名稱和桿塔號無誤，并再次確認作業(yè)人員、天氣和無

人機狀態(tài)適宜作業(yè)。

6.3設(shè)備使用

6.3.1激光掃描設(shè)備在出入庫時應進行登記，填寫設(shè)備出入庫登記單，并由專人負責設(shè)備管理和維

護。

6.3.2激光掃描設(shè)備應嚴格按照使用說明進行拆裝，相機與雷達設(shè)備安裝正確，使用后及時檢查設(shè)

備狀態(tài)，并按照要求裝箱（盒）。

6.3.3應確保激光掃描設(shè)備運輸及使用安全，做好設(shè)備安裝調(diào)試工作。

6.3.4設(shè)備接口連接應用系統(tǒng)所供專線連接。

6.4溝通準備

6.4.1無人機操控員應了解作業(yè)現(xiàn)場當天的天氣情況，根據(jù)情況變化提前做好飛行方案。

6.4.2遇到影響無人機飛行安全的緊急情況下，應停止飛行作業(yè)。若無人機已起飛，應采取措施控

制無人機返航或其他安全策略保證無人機安全。

7激光掃描數(shù)據(jù)采集

7.1地面GPS參考站布設(shè)

7.1.1考慮觀測備份和數(shù)據(jù)檢核，在作業(yè)地區(qū)無CORS站情況下，需在測區(qū)內(nèi)根據(jù)情況合理布置地

面GPS參考站，用于校正無人機飛行時的位置精度。布設(shè)地面GPS參考站時應選在衛(wèi)星信號接收情

況良好的開闊處，保證有效觀測衛(wèi)星數(shù)不少于6顆，衛(wèi)星截止高度角不小于15°，且測區(qū)內(nèi)任意位

置與最近的地面GPS參考站距離不應超過30km。

7.1.2地面GPS參考站的架設(shè)應嚴格遵守GB/T18314的有關(guān)規(guī)定和要求。

7.1.3相對于無人機起飛時間，地面GPS參考站GPS接收機開機時間應提前30min，關(guān)機時間應

推遲30min。

7.1.4無人機激光掃描系統(tǒng)開始采集數(shù)據(jù)時，地面GPS參考站應進行同步數(shù)據(jù)采集，地面操作人員

記錄設(shè)備操作，填寫《基站同步觀測記錄單》（見附錄B）

7.2機載激光設(shè)備系統(tǒng)調(diào)試

7.2.1激光掃描設(shè)備應接線正確、安裝牢靠，滿足無人機飛行環(huán)境需求。

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7.2.2地面檢查時，應嚴格按照步驟對激光掃描設(shè)備進行檢查，保證存儲設(shè)備容量足夠，核實地面

站中各項參數(shù)應準確，完成激光掃描設(shè)備初始化，確保設(shè)備能正常運行。

7.3激光掃描數(shù)據(jù)采集

7.3.1無人機起飛時，應遠離人群，避免高大樹木或建筑物遮擋，以免干擾GPS信號。

7.3.2激光雷達系統(tǒng)開始數(shù)據(jù)采集后，應確認采集頻率是否設(shè)置成功。

7.3.3無人機起飛盤旋到高后，應先飛行8字航線，再飛十字航線（選飛），最后進入航線進行作

業(yè)。

7.3.4機載激光雷達系統(tǒng)掃描輸電線路，進行激光點云數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、GPS/IMU數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)

采集時，無人機操控員（數(shù)據(jù)采集員）應記錄設(shè)備操作，填寫《飛行記錄單》（見附錄C）。

7.3.5無人機飛行過程中，無人機操控員（數(shù)據(jù)采集員）應時刻關(guān)注無人機飛行與導航參數(shù)、數(shù)據(jù)

鏈狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)及指令信息。

7.3.6無人機飛行過程中，無人機操控員（數(shù)據(jù)采集員）應時刻關(guān)注激光掃描設(shè)備各項指標參數(shù)，

確保數(shù)據(jù)精度達到要求，及時處理意外情況。

7.3.7無人機降落時，應確保場地空曠安全，無人機停穩(wěn)后，至少需等候5min，關(guān)閉激光雷達設(shè)

備后，按照正確順序依次對激光掃描系統(tǒng)及無人機進行關(guān)機斷電。

7.3.8作業(yè)過程應符合DL/T1482、CH/T8024的有關(guān)規(guī)定和要求。

7.4作業(yè)質(zhì)量事項

7.4.1激光掃描數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，檢測采集作業(yè)中各項安全措施的嚴密性。

7.4.2確認數(shù)據(jù)文件質(zhì)量、數(shù)值應正常、完整，若POS系統(tǒng)缺失局部記錄，或激光、影像存在質(zhì)量

缺陷時，應進行重飛。

8數(shù)據(jù)整理與移交

8.1數(shù)據(jù)備份

8.1.1按照作業(yè)日期進行文件夾命名（如20230301），并按照架次進行數(shù)據(jù)備份，文件夾結(jié)構(gòu)見附

錄D。

8.1.2按照架次填寫激光掃描作業(yè)數(shù)據(jù)記錄單中數(shù)據(jù)采集信息部分，見附錄E，文件命名日期+架

次+激光掃描數(shù)據(jù)記錄單，如20230301S1激光掃描數(shù)據(jù)作業(yè)記錄單。

8.1.3數(shù)據(jù)備份采用雙備份，備份至不同存儲介質(zhì)上。

8.2數(shù)據(jù)整理

8.3.1數(shù)據(jù)應包括：分類激光點云數(shù)據(jù)、DEM、DOM輸電線路三維模型、危險點分析報表及其他相

關(guān)資料。

8.3.2對原始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)、預處理成果數(shù)據(jù)進行分類保存與備份，原始數(shù)據(jù)至少保存一式兩份。

8.3數(shù)據(jù)移交

8.3.1成果數(shù)據(jù)的移交應明確移交人及數(shù)據(jù)接收方，移交數(shù)據(jù)宜附數(shù)據(jù)清單，包含移交數(shù)據(jù)容量、

數(shù)據(jù)類型、成果清單、移交人、數(shù)據(jù)接收方、移交時間。

8.3.2數(shù)據(jù)中涉及國家秘密和公司企業(yè)秘密的信息嚴禁在互聯(lián)網(wǎng)及連接互聯(lián)網(wǎng)的計算機中傳輸、處

理和存儲。未涉及國家和企業(yè)秘密的數(shù)據(jù)信息傳輸應采用加密措施，宜通過具備信息安全保護措施

的信息內(nèi)網(wǎng)或加密存儲介質(zhì)傳輸。

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9安全保障措施

9.1現(xiàn)場要求

9.1.1禁止夜間進行飛行作業(yè)。

9.1.2禁止橫穿輸電線路作業(yè)。

9.1.3激光掃描作業(yè)單架次作業(yè)時間不宜超過3h。

9.1.4其他任何不符合航飛作業(yè)的外部條件下禁止飛行。

9.2故障處置

9.2.1若無人機出現(xiàn)失去動力等機械故障，應控制無人機在安全區(qū)域緊急降落。

9.2.2若無人機通信鏈路長時間中斷，且未在電臺超時極限內(nèi)返航，應根據(jù)無人機失聯(lián)地理坐標和

機載追蹤器發(fā)送的報文信息等及時尋找。

9.2.3若激光掃描設(shè)備出現(xiàn)故障，且影響巡檢作業(yè)質(zhì)量時，應立即中止本次作業(yè)，操作無人機返航。

9.2.4若無人機發(fā)生墜機事故，應立即上報相關(guān)管理部門并及時尋找無人機殘骸以防發(fā)生次生災

害。

9.3設(shè)備安全

9.3.1無人機和激光掃描設(shè)備均應放置在安全區(qū)，運輸過程中應做好防震等保護措施。

9.3.2無人機、激光掃描設(shè)備、地面GPS設(shè)備、電池等電子元件設(shè)備均應以滿足設(shè)備要求的環(huán)境溫

度、濕度等范圍內(nèi)存放。

9.3.3無人機電池應做好充放電工作，長時間不用時應以存儲電壓存儲。

9.3.4地面GPS參考站應派專人看守，并實時監(jiān)測GPS接收機的工作狀態(tài)，做好防雨、防雷的準備

措施。

9.4作業(yè)安全

9.4.1數(shù)據(jù)采集作業(yè)所涉及的電子設(shè)備的操作安全指標都應遵守設(shè)備使用手冊。

9.4.2無人機飛行過程中，操控員應時刻關(guān)注地面站無人機飛行狀態(tài)及激光掃描設(shè)備工作狀態(tài)。

9.5特殊工況處置

9.5.1若作業(yè)區(qū)域天氣突變，應及時控制無人機返航或就近降落，以確保無人機安全。

9.5.2若作業(yè)區(qū)域出現(xiàn)其他飛行器，在確保安全后方可繼續(xù)執(zhí)行巡檢任務(wù)，否則應采取避讓措施。

9.5.3若作業(yè)人員出現(xiàn)身體不適等情況，應及時控制無人機安全降落并使用替補作業(yè)人員；若無替

補作業(yè)人員，則終止本次作業(yè)。

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附錄A

（資料性附錄）

巡檢作業(yè)所需工器具

在無人機巡檢輸電線路中，所需工器具見表A.1。

表A.1巡檢作業(yè)所需工器具

序號名稱單位數(shù)量

1無人機架1

2激光掃描系統(tǒng)套1

3相機套1

4基站及腳架臺1

5機載電池塊8

6任務(wù)載荷電池塊4

7基站電池塊2

8電池充電器套1

9工作臺張1

10筆記本電腦臺1

11相機讀卡器個1

12對講機套1

13工具箱套1

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附錄B

（規(guī)范性）

GNSS觀測記錄單

在進行GNSS觀測過程中，應嚴格按照觀測要求架設(shè)儀器獲取數(shù)據(jù)，并填寫GNSS觀測記錄單，

見附表B.1。

表B.1GNSS觀測記錄單

任務(wù)線路觀測日期

天氣情況基站編號

開機時間關(guān)機時間

開機天線高關(guān)機天線高

觀測衛(wèi)星數(shù)

備注

記錄員：

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附錄C

（規(guī)范性）

設(shè)備操作記錄單

輸電線路無人機激光掃描作業(yè)中，所有操作應嚴格按照要求進行，并將飛行與操作記錄填寫在

設(shè)備操作記錄單中，以便作業(yè)后進行數(shù)據(jù)管理，見附表C.1。

表C.1設(shè)備操作記錄單

開車時關(guān)車時無人機記錄員基站負天氣情晴

間間操控員責況

開設(shè)備關(guān)設(shè)備總時間起降點基站名

時間時間稱

計劃區(qū)作業(yè)區(qū)

段段

序號工作內(nèi)容及飛行狀態(tài)

1

2

3

4

5

備注

填表說明：

a)應記錄開車時間、關(guān)車時間、無人機操控員、記錄員、天氣情況、開設(shè)備時間、關(guān)設(shè)備時

間、總時間、起降場、基站（CORS站）、計劃區(qū)段、作業(yè)區(qū)段、記錄日期及架次等信息；

b)開車時間、關(guān)車時間、總時間落地后根據(jù)航務(wù)所發(fā)飛行報告填寫；

c)開設(shè)備時間、關(guān)設(shè)備時間根據(jù)開關(guān)設(shè)備操作記錄北京時間；

d)計劃區(qū)段、作業(yè)區(qū)段按照“江蓮一線：1-50#”格式填寫；

e)工作內(nèi)容及飛行狀態(tài)欄按照UTC時間填寫，記錄起飛、開激光器、調(diào)整相機參數(shù)、做S、

落地時間；

f)一架次掃描多條線路時，記錄時寫上當前掃描線路名稱；

g)記錄采集數(shù)據(jù)過程中發(fā)現(xiàn)的設(shè)備異常、地面及地物異常情況。

10

T/AOPAXXXX-2023

附錄D

（規(guī)范性）

數(shù)據(jù)備份文件結(jié)構(gòu)

D.1輸電線路無人機激光掃描作業(yè)后，需要將文件按規(guī)范要求進行存儲記錄，數(shù)據(jù)備份文件結(jié)構(gòu)如

下：

年月日

------S1

------雷達數(shù)據(jù)

------RXP

------IMU

------GNSS

------飛機數(shù)據(jù)

------基站（Base）數(shù)據(jù)

------原始照片

------Photo位姿數(shù)據(jù)

------Rover數(shù)據(jù)

說明.txt

------S2

------雷達數(shù)據(jù)

------RXP

------IMU

------GNSS

------飛機數(shù)據(jù)

------基站（Base）數(shù)據(jù)

------原始照片

------Photo位姿數(shù)據(jù)

------Rover數(shù)據(jù)

說明.txt

11

T/AOPAXXXX-2023

附錄E

（規(guī)范性）

激光掃描作業(yè)數(shù)據(jù)記錄單

輸電線路無人機激光掃描作業(yè)后，需按規(guī)定要求將采集信息記錄在表，見附表E.1。