科學通報 | 武漢大學唐爐亮教授團隊低空經濟新突破：低空航路地圖——支撐低空經濟規模化飛行安全的公共基礎設施

近日，武漢大學測繪遙感信息工程全國重點實驗室唐爐亮教授團隊在《科學通報》發表了題為“低空航路地圖：支撐低空經濟規模化飛行安全的公共基礎設施”的論文，提出了構筑規模化飛行安全的低空航路地圖思想，定義了低空航路地圖概念與內涵，突破了低空風險計算、飛行拓撲構建、人-機地圖表征等關鍵技術，研發了低空航路地圖平臺——天路圖，推出了首個城市級低空航路地圖（武漢），形成了“風險計算—航路生成—人機地圖”的低空航路地圖高精度構建理論，有望成為打開低空經濟飛行安全時代命題的鑰匙。

低空作為地球表面最鄰近圈層，孕育著大氣、水源和生物，是人類賴以生存的空間。低空開發利用是人類擴大認知邊界，拓展生存空間與科學發展的必然，成為世界科技前沿、未來經濟主戰場與國家重大戰略需求。規模化飛行安全是低空經濟的前提與“瓶頸”，與陸地交通的“有路可走”相比，當前低空飛行仍處于“無路可循”的狀態，大規模、高密度的城市低空飛行安全成為全球性挑戰中最復雜、最緊迫的難題之一。

為破解這一難題，研究團隊提出低空航路地圖的概念：系統刻畫地面風險、適飛區域、航路要素、飛行規則、拓撲關系及動態變化的專題地圖，是面向城市規模化低空飛行的新型數字公共基礎設施，核心是從復雜、異質且高動態的地表環境中構建有序、安全、可飛行的低空航路，形成一個立體動態、時空稠密、拓撲連通、人-機可讀的專題地圖框架(圖1)。

低空航路地圖的內涵是低空飛行對地面土地利用、人類活動的潛在影響及時空變化在低空中的投影與映射，是承載飛行規則與安全秩序的廣義地圖。作為連接風險計算、規則秩序與人-機表征的核心平臺，低空航路地圖不僅能夠支撐規模化飛行的精確導航與有序運行，還將為低空經濟的發展提供時空信息底座與決策支撐。

圖1. 低空航路地圖的概念內涵、地圖構建與試驗驗證示意圖

當前國內外尚未形成能夠支撐規模化低空飛行的低空航路地圖體系，其構建需要攻克以下關鍵技術：（1）風險計算與適飛空間動態建模（圖2）；（2）航路拓撲關系構建與智能生成（圖3）；（3）人-機可讀地圖表征與動態更新（圖4）。

圖2. 動靜態多維多級風險計算. (a) 多源數據融合；(b) 風險量化與分級；(c) 適飛空間動態建模

圖3. 低空飛行規則及航路拓撲關系建立. (a) 低空飛行規則；(b) 航路拓撲結構；(c) 航路升降規則

圖4. 航路地圖認知人-機差異示意圖. (a) 人讀地圖可視化；(b) 機讀地圖結構化

為檢驗低空航路地圖的可行性與應用價值，團隊研制城市級低空航路地圖（武漢），同層航路奇偶反向、交替排列、互不交叉、避免沖突；相鄰層航路互為垂向，升降過渡，形成三套低空航路網（圖5）。此外，我們構建了低空航路地圖平臺——“天路圖”，包括基礎瀏覽、風險量化、適飛計算、飛行規則、航路規劃、飛行導航等功能（圖6）。

圖5. 城市級低空航路地圖（武漢市）. (a) 第一套低空航路網（100m—200m）；(b) 第二套低空航路網（300m—400m）；(c) 第三套低空航路網（500m—600m）

圖6. “天路圖”平臺功能. (a) 城市適飛空間；(b) 城市低空航路；(c) 航路規劃導航

這項研究的意義在于，低空航路地圖是支撐低空規模化飛行安全與秩序的核心，成為規模化飛行安全的公共基礎設施。該研究形成“風險計算—航路生成—人機地圖”低空航路地圖高精度構建的新理論、新方法與新技術，支撐城市低空高密度無人機“有序飛行”，攻克低空經濟發展技術“瓶頸”，解決城市規模化低空飛行安全保障的國際性難題。

武漢大學測繪遙感信息工程全國重點實驗室唐爐亮教授為本文第一作者，齊恒博士為共同第一作者，唐爐亮教授和施泓羽博士為共同通訊作者，團隊成員還有測繪遙感信息工程全國重點實驗室主任楊必勝教授、深圳大學李清泉院士、武漢市測繪院曾浩等。本研究得到了國家重點研發計劃資助。研究團隊成員來自武漢大學測繪遙感信息工程全國重點實驗室、深圳大學建筑與城市規劃學院、武漢市測繪研究院等單位，作者感謝相關課題組成員支持與幫助。

文章信息

唐爐亮, 齊恒, 施泓羽, 等. 低空航路地圖: 支撐低空經濟規模化飛行安全的公共基礎設施. 科學通報, 2026, 71(13): 2919–2932

Tang L, Qi H, Shi H, et al. Low-altitude sky-lane map: a new infrastructure of the high-density flying safety for low-altitude economy (in Chinese). Chin Sci Bull, 2026, 71(13): 2919–2932, doi: 10.1360/CSB-2025-5503

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