将测绘地理信息技术应用于低空飞行已有成熟案例。如文献[3]研究了地理环境因子与民航飞机低空飞行颠簸的相关性；城市场景无人机物流航线规划方法等文献应用多路径规划的方法，研究了城市环境下无人机物流航线的划设方法、基于动态网格生成航线的方法等[4-7]。应用多路径规划航线的算法，存在指标因子单一，规划的低空目视航线偏重微观路径，对空域管制压力、航线安全性缺乏有效评估等问题，无法应用到跨省或是更大区域的低空目视飞行场景中。将地形地貌、气象条件、航空管制等综合因素应用于低空目视航线规划的相关文献未见发表。

针对以上问题，本文聚焦重庆市低空目视航图编制过程中，跨省低空目视航线规划的实际需求，以实景三维多尺度数据为时空基底[8-9]，耦合低空气象条件、航空管制等多因子要素，开展川渝跨省低空目视航线规划研究，形成一套支持大范围低空目视航线自动规划技术框架，旨在为后续低空经济的稳步发展提供技术支撑。

低空目视航线是指在特定的低空空域内，由航空器依靠目视飞行规则进行飞行的航线。低空目视航线规划的主要目的是提高低空航空器的飞行安全性、低空通行效率及环境适应性。随着低空经济的快速发展，科学、合理地规划低空目视航线愈发重要。为综合考虑地形、气象、空域使用及区域安全等因素，低空目视航线的自动规划可分为“地-空”环境仿真建模、低空目视航线自动规划、基于空间句法的航线服务能力评估、三维场景航线模拟4个步骤，各步骤之间形成逻辑关联及反馈机制，如图 1所示。

图 1 低空目视航线自动规划及航线服务能力评估技术框架

1.1 “地-空”环境仿真建模

为科学、合理地开展川渝跨省低空目视航线规划工作，需充分依托测绘地理信息数据，将低空飞行实际环境精准映射至数字空间，实现“地-空”环境场景的深度耦合与精准复刻。

1.1.1 数据整合分析

(1) 地形类数据。系统收集并整理川渝地区实景三维多尺度建设成果，基于该成果提取地形起伏度、地形坡度等核心地形参数；采用基于实景三维的低空障碍物分析技术[10]，对区域内影响低空飞行安全的各类障碍物进行精准识别、提取与量化分析，按照10 km格网计算障碍物密度，形成完整的区域障碍物数据集。

(2) 低空气象条件数据。收集川渝地区2020—2025年各气象观测站点的能见度[11]、风速、降水量[12-13]等核心低空气象观测数据，针对能见度数据观测站点离散分布的特点，采用反距离权重(inverse distance weight，IDW)插值法进行空间插值处理，将离散的站点观测数据处理为栅格表面数据，实现低空气象条件的空间可视化与精准表征。

(3) 空域管制及人口分布数据。从中国民航通用航空信息服务平台官方渠道，收集整理川渝地区限制区、危险区的空域管制范围坐标、管制高度等核心管制信息；同时，同步收集区域人口分布数据[14]及相关基础资料，为后续航线规划中规避人口密集区域提供数据支撑。

1.1.2 基于层次分析法的低空飞行阻力面建模

在低空飞行环境中，地形、低空气象条件及空域管制、人口分布等各类影响因子对低空目视航线规划的作用强度存在显著差异。为科学构建低空飞行阻力面，为川渝跨省低空目视航线规划提供精准、可靠的底图支撑，本文首先构建低空飞行阻力面因子评价体系，采用层次分析法(analytic hierarchy process，AHP)[15]量化各影响因子对低空飞行的权重系数，明确其影响程度；然后，在此基础上，通过极值归一化方法对各因子数据进行标准化处理；最后，结合各因子权重进行综合加权计算，最终构建完成低空飞行阻力面模型。

1.1.3 构建低空飞行阻力面影响因子体系

层次分析法是一种系统工程中常用的多准则决策方法，通过因子间两两比较判断相对重要性，最终量化各因子权重[15]。本文采用层次分析法，对各因子进行赋权，方法如下。

各因子权重计算结果通过了一致性检验，低空飞行阻力面影响因子体系各因子权重见表 1。加权计算后的低空飞行阻力面模型如图 2所示。

1.2 低空目视航线自动规划算法

基于低空飞行阻力面模型，将低空起降点作为输入参数，应用最低成本计算方法获得低空目视航线自动规划路径。计算过程如下。

(1) 设定低空目视飞行任务起降点，与低空飞行阻力面模型相叠加。

(2) 设定栅格领域统计算子，并从遍历起点到终点经过的栅格路线，将所需的栅格成本求和，计算方法为

(4) 将川渝跨省区域内的通航机场等起降点与低空飞行阻力面模型相叠加，重复上述过程，经矢栅转换，形成川渝跨省低空目视航线自动规划成果。

1.3 低空目视航线服务能力评估算法

为更好地构建低空高速天路，降低空域管制压力，提升飞行的安全性和低空运行效率，应对规划的低空目视航线开展服务能力评估，为修正实际飞行的航线提供理论支撑。计算流程如下。

(1) 构建低空目视航线服务能力评估体系。为对低空目视航线服务能力开展科学评估，采用空间句法的连接度、控制度、全局集成度等指标，量化川渝跨省低空航线服务能力：连接度表征航点连通性，支撑航线灵活调整；控制度衡量航点管控能力，为安全管控提供依据；全局集成度反映航点全局可达性，用于衡量航线网络效率。低空目视航线服务能力评估体系见表 2。

(2) 低空目视航线服务能力量化计算。按表 2指标类型，计算各段川渝跨省低空目视航线自动规划成果的各项指标值，并利用熵权法[16]对各段低空目视航线服务能力进行量化加权。计算得到的服务能力值可作为航线修正、增减的参考。

基于前述低空目视航线自动规划及航线服务能力评估技术路线，本文以川渝跨省各区域通航机场作为低空飞行起降点，进行了低空目视航线自动规划和航线服务评估。

2.1 低空目视航线自动规划成果分析

依托前述低空目视航线自动规划算法，以区域内14处通航机场作为低空起降节点开展航线自动规划，经矢栅数据转换，最终形成包含20条航线、总里程2112 km的航线规划成果。

2.2 低空目视航线服务能力评估分析

通过前述构建的低空目视航线服务能力评估方案，对20条低空目视航线规划成果开展服务能力评估分析。

2.2.1 低空目视航线服务能力评估

首先计算各段航线的指标因子数值，再应用熵权法计算各项指标因子权重。各指标因子权重值、航线服务能力评估综合加权值见表 3。

采用自然断点法，按照表 3综合加权值将规划航线结果的服务能力进行分级，分为“差”“较差”“中”“良”“优”，如图 4所示。

图 4 低空目视航线规划成果服务能力分级

2.2.2 低空目视航线服务能力分析

由图 4、表 3可知，3号航线在川渝跨省低空航线网络中连通性优良，节点控制度突出，综合评估等级为优。

0、4、5、15号航线全局集成度较高，在网络中承担关键枢纽作用，评估等级为良。1、2、6、8、11、16号航线因航程较短、服务人口规模有限，评估等级为中。

2、9、10、12、13、17、19号等末端直连航线受飞行距离及句法指标限制，服务能力较弱，评估等级为较差、差。

本文聚焦川渝跨省复杂地形区域低空目视飞行关键技术问题，依托低空目视航线自动规划算法，规划形成了川渝跨省低空目视航线，实现了航线规划的自动化与智能化。研究创新主要体现在3方面：一是实现多源地理信息与低空环境深度耦合，突破单一因子规划局限；二是构建低空飞行阻力面模型与自动规划算法，实现复杂地形下跨省航线智能化生成；三是引入空间句法与服务能力评估体系，推动航线从“能飞”向“飞得安全、高效、可评估”升级。未来可进一步引入动态气象预测模型，增强航线对极端天气的自适应能力，推进低空目视航线动态规划。