遙感載荷外場(chǎng)自動(dòng)化輻射定標(biāo)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 編制說(shuō)明

1《遙感載荷外場(chǎng)自動(dòng)化輻射定標(biāo)系統(tǒng)技術(shù)術(shù)規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃項(xiàng)目編號(hào)為“2022（2）2019年8月-2019年11月，資料收集，主要包括：收集與陸地觀測(cè)衛(wèi)星可見光-短波紅外遙感器在軌場(chǎng)地自動(dòng)輻射定標(biāo)相關(guān)的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、相關(guān)（3）2019年12月-2020年7月，初稿編寫，主要包括整理、匯總相關(guān)資料；地觀測(cè)衛(wèi)星可見光-短波紅外遙感器在軌場(chǎng)地自動(dòng)輻射定標(biāo)相關(guān)技術(shù)要求等內(nèi)容，逐條編制陸地觀測(cè)衛(wèi)星可見光-短波紅外遙感器在軌場(chǎng)地自動(dòng)輻射定標(biāo)相關(guān)2（4）2020年8月，形成《陸地觀測(cè)衛(wèi)星可見光-短波紅外遙感器在軌場(chǎng)地自據(jù)委員意見（附件1）修改完善后提交至遙感標(biāo)委會(huì)秘書處，并上報(bào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化輻射定標(biāo)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》工作組討論稿及建議書，參加審評(píng)會(huì)的回復(fù)，最終將標(biāo)準(zhǔn)名稱修改為《遙感載荷外場(chǎng)自動(dòng)化輻射定標(biāo)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)3總體負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的起草、修改和編制說(shuō)明撰議書、標(biāo)準(zhǔn)第1-10章、附錄A以及編制說(shuō)明45我國(guó)已經(jīng)發(fā)布了陸地觀測(cè)衛(wèi)星可見光近紅外以及熱紅外遙感器在軌場(chǎng)地定光學(xué)遙感輻射傳輸基本術(shù)語(yǔ)》,全國(guó)宇航技術(shù)及其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)的《GB/T34509.1-2017陸地觀測(cè)衛(wèi)星光學(xué)遙感器在軌場(chǎng)地輻射定標(biāo)方法第1部分標(biāo)方法第2部分熱紅外》等一系列標(biāo)準(zhǔn)文件。最終編撰了本文件，用于規(guī)范遙感6國(guó)內(nèi)外單位和機(jī)構(gòu)在遙感載荷外場(chǎng)自動(dòng)化輻射定標(biāo)方面的長(zhǎng)期工作實(shí)驗(yàn)和最新的可操作性和普適性，作為與遙感載荷外場(chǎng)自動(dòng)化輻射定標(biāo)相關(guān)行業(yè)共同的標(biāo)動(dòng)處理、載荷無(wú)關(guān)大氣層頂光譜輻亮度/反射率自動(dòng)計(jì)算、遙感載荷自動(dòng)化輻射起草組在編寫術(shù)語(yǔ)和定義時(shí)，主要參考了來(lái)自《GB/T36299-2018光學(xué)遙方法可見光-短波紅外》、《GB/T34509.1-2017陸地觀測(cè)衛(wèi)星光學(xué)遙感器在軌場(chǎng)地輻射定標(biāo)方法第1部分可見光近紅外》、《GB/光學(xué)遙感器在軌場(chǎng)地輻射定標(biāo)方法第2部分熱紅外》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和資料，并查閱利用自動(dòng)觀測(cè)設(shè)備對(duì)輻射定標(biāo)場(chǎng)地面均勻目標(biāo)及大氣光學(xué)特性進(jìn)行常態(tài)化目標(biāo)反射特性自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)automaticmeareflectivecharacterist7地面均勻目標(biāo)groundhomog載荷無(wú)關(guān)大氣層頂光譜輻亮度sensor-independenttop-of-atmosphere載荷無(wú)關(guān)大氣層頂光譜反射率sensor-independenttop-of-atmosphere它與遙感載荷具體通道的光譜響應(yīng)函數(shù)進(jìn)行卷積獲得的遙感載荷入瞳處通道反本文件在對(duì)國(guó)內(nèi)外遙感載荷自動(dòng)化輻射定標(biāo)場(chǎng)進(jìn)行充分調(diào)研的分析的基礎(chǔ)測(cè)量分系統(tǒng)、外場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)處理分系統(tǒng)、載荷無(wú)關(guān)大氣層頂光譜輻亮度/反射率自動(dòng)計(jì)算分系統(tǒng)、遙感載荷自動(dòng)化輻射定標(biāo)及不確定度計(jì)算分系統(tǒng)五個(gè)部8取的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)預(yù)處理，得到載荷無(wú)關(guān)大氣層頂光譜輻亮度/反射率計(jì)算所需d）載荷無(wú)關(guān)大氣層頂光譜輻亮度/反射率自動(dòng)計(jì)算分系統(tǒng)：基于外場(chǎng)測(cè)量感載荷通道光譜響應(yīng)函數(shù)，對(duì)匹配的載荷無(wú)關(guān)大氣層頂光譜輻亮度/反射率進(jìn)行光譜卷積運(yùn)算，得到遙感載荷對(duì)應(yīng)通道的大氣層頂通道輻亮度/反射率，并結(jié)合度對(duì)最終定標(biāo)結(jié)果不確定度的貢獻(xiàn)，主要包括遙感載荷入瞳處輻亮度/反射率不確定度、遙感載荷觀測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)輻射校正、場(chǎng)地多角度效應(yīng)、地面-影像空間匹地面測(cè)量目標(biāo)分系統(tǒng)技術(shù)要求參考了《GB/T39學(xué)遙感器在軌場(chǎng)地輻射定標(biāo)方法第1部分可見光近紅外》中對(duì)輻射定標(biāo)場(chǎng)地表特a)目標(biāo)反射特性自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)不少于1套，且滿足光譜范圍覆蓋400nm～2500nm，光譜輻亮度測(cè)量精度優(yōu)于3%，時(shí)間采樣頻率優(yōu)于b)全自動(dòng)太陽(yáng)分光光度計(jì)不少于1套，且滿足光譜波段至少包括340nm、380nm、440nm、500nm、675nm、870nm、936nm、1020nm和0.01°,時(shí)間采樣頻率優(yōu)于10min；~（+60±0.2）℃,相對(duì)濕度測(cè)量范圍0%~100%，時(shí)間采樣頻率優(yōu)于m/s)，風(fēng)向測(cè)量范圍0°~360°,時(shí)間采樣頻率優(yōu)于1min；a)布設(shè)位置：目標(biāo)反射特性自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)布設(shè)于地面均勻目標(biāo)的中分光光度計(jì)、自動(dòng)溫濕壓測(cè)量?jī)x、風(fēng)向風(fēng)速測(cè)量?jī)x以及全天空成像c)測(cè)量精準(zhǔn)性：定期采用人工或自校準(zhǔn)方式進(jìn)行標(biāo)定，并確定測(cè)量不e)溫度敏感性：性能對(duì)溫度變化的響應(yīng)小或者能夠自動(dòng)實(shí)時(shí)測(cè)定溫度h)可傳輸性：支持遠(yuǎn)程測(cè)控和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，如支持移動(dòng)通信終端通i)可維護(hù)性和安全性：具備工作狀態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能，方便工作人員檢a)目標(biāo)反射特性：采用目標(biāo)反射特性自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量地面均勻目標(biāo)b)大氣參數(shù)：采用全自動(dòng)太陽(yáng)分光光度計(jì)自動(dòng)測(cè)量太陽(yáng)直射輻照度，c)氣象參數(shù)：包括地面溫度、濕度和大氣壓強(qiáng)，地面風(fēng)向、風(fēng)速，云結(jié)束是A否輻照度光譜目標(biāo)/標(biāo)準(zhǔn)參考板 反射輻亮度光譜大氣輻射傳輸模型計(jì)算結(jié)束是A否輻照度光譜目標(biāo)/標(biāo)準(zhǔn)參考板 反射輻亮度光譜大氣輻射傳輸模型計(jì)算開始開始77氣象、大氣、地面均勻目標(biāo)反射光譜輻亮度數(shù)據(jù)自動(dòng)讀取是否異常是否異常否氣溶膠光學(xué)厚度/氣溶膠光學(xué)厚度/垂直柱水汽含量太陽(yáng)直射和天空散射太陽(yáng)直射和天空散射地面均勻目標(biāo)地面均勻目標(biāo)地表反射率光譜計(jì)算地面均勻目標(biāo)地面均勻目標(biāo)地表反射率光譜結(jié)束結(jié)束（6）載荷無(wú)關(guān)大氣層頂光譜輻亮度/反射率自動(dòng)計(jì)算分系統(tǒng)技術(shù)要求本文指出了載荷無(wú)關(guān)大氣層頂光譜輻亮度/反射率自動(dòng)計(jì)算分系統(tǒng)技術(shù)要（7）載荷無(wú)關(guān)大氣層頂光譜輻亮度/反射率自動(dòng)計(jì)算分系統(tǒng)技術(shù)要求本文指出了載荷無(wú)關(guān)大氣層頂光譜輻亮度/反射率自動(dòng)計(jì)算分系統(tǒng)技術(shù)要（8）遙感載荷自動(dòng)化輻射定標(biāo)及不確定度計(jì)算分系統(tǒng)技術(shù)要求氣層頂光譜輻亮度/反射率標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品文件中匹配和提取所需數(shù)據(jù)，并應(yīng)結(jié)合遙感載荷的通道光譜響應(yīng)函數(shù)，計(jì)算得到遙感載荷對(duì)應(yīng)通道的大氣層頂通道輻亮度/本文指出了遙感載荷外場(chǎng)自動(dòng)化輻射定標(biāo)系統(tǒng)的檢查項(xiàng)應(yīng)包括但不限于下檢查地面測(cè)量目標(biāo)分系統(tǒng)的完備性和正確檢查外場(chǎng)自動(dòng)化測(cè)量分系統(tǒng)關(guān)于儀器設(shè)備配置的完備性和性能滿足度，應(yīng)符合6.1要檢查外場(chǎng)自動(dòng)化測(cè)量分系統(tǒng)關(guān)于儀器設(shè)備檢查外場(chǎng)自動(dòng)化測(cè)量分系統(tǒng)關(guān)于數(shù)據(jù)獲取檢查外場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)處理分系統(tǒng)基本功檢查外場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)處理分系統(tǒng)測(cè)量數(shù)檢查外場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)處理分系統(tǒng)地面均勻目標(biāo)地表反射率光譜自動(dòng)計(jì)算的技術(shù)要檢查載荷無(wú)關(guān)大氣層頂光譜輻亮度/反射率檢查遙感載荷自動(dòng)化輻射定標(biāo)及不確定度本文件的起草是凝練遙感載荷外場(chǎng)自動(dòng)化輻射定標(biāo)的長(zhǎng)期工作實(shí)驗(yàn)和最新本文件是課題來(lái)源:科技部國(guó)家搞技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）課題（遙感載荷性能與數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)，項(xiàng)目編號(hào)2013AA122102，起止日期規(guī)范的設(shè)定重點(diǎn)參考了國(guó)際對(duì)地觀測(cè)委員會(huì)（CEOS）發(fā)起的全球自主輻射定標(biāo)場(chǎng)網(wǎng)（RadCalNet）關(guān)于自動(dòng)化輻射定標(biāo)系統(tǒng)的技術(shù)要求，我國(guó)的國(guó)家高分辨遙光學(xué)衛(wèi)星遙感載荷進(jìn)行了在軌絕對(duì)輻射定標(biāo)和質(zhì)量評(píng)價(jià)，這包括國(guó)際上的MODIS、Landsat、Sentinel-2等光學(xué)衛(wèi)星遙感載荷以及國(guó)內(nèi)ZY-3、ZY-3-02、荷外場(chǎng)自動(dòng)化輻射定標(biāo)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范對(duì)GF1和GF6的多類型遙感載荷進(jìn)行外場(chǎng)自圖2GF1載荷定標(biāo)系數(shù)試驗(yàn)情況分析本文件的預(yù)期作用包括：1）標(biāo)準(zhǔn)與基于同步測(cè)量的在軌輻射定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)相互結(jié)合，相互驗(yàn)證，對(duì)提高輻射定標(biāo)精度大有益處；2）標(biāo)準(zhǔn)旨在推動(dòng)在軌場(chǎng)地自（3）《GB/T34509.1-2017陸地觀測(cè)衛(wèi)星光學(xué)遙感器在軌場(chǎng)地輻射定標(biāo)作為支撐光學(xué)衛(wèi)星遙感載荷外場(chǎng)自動(dòng)輻射定標(biāo)的基礎(chǔ)性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)目前我國(guó)還沒有關(guān)于遙感載荷自動(dòng)化輻射定標(biāo)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范方面的國(guó)家標(biāo)1.建議本文件執(zhí)行過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合并遵循《GB/T38935-2020光學(xué)遙感器陸地觀測(cè)衛(wèi)星光學(xué)遙感器在軌場(chǎng)地輻射定標(biāo)方法第2部分熱紅外》的規(guī)傳和培訓(xùn)，與遙感載荷研制和數(shù)據(jù)處理等團(tuán)隊(duì)溝通推動(dòng)其應(yīng)用。建議標(biāo)委會(huì)及相關(guān)單位倡導(dǎo)行業(yè)相關(guān)部門自覺遵守本文件規(guī)范，以保證標(biāo)準(zhǔn)的IannoneRQandBocciaV.2019.SentinvicariousmethodsfromDIMITRItoolboxandfieldmeasurementsfromRadCalNetdatabase.IEEEJournalofSelectedTopics[2]BarsiJA,Alhradiometriccrosscomparisonoverdesertsites.EuropeanJournalofRemote[3]BouvetM,ThomeK,Berthelo[4]陳林,徐娜,胡秀清,陸風(fēng),張鵬.2016.基于深對(duì)流云目標(biāo)的風(fēng)云二號(hào)可見[5]Czapla-MyersJandAndersonN.2020.Calibrationandvalidationof[6]Czapla-MyersJ,McCorkelJ,AndersonN,ThocalibrationoflandsatS,ThfreferencevaluefrommultiplefieldcalibrationofSentinel-2B/MSIoverthe[10]HolbenBN,EckTF,SlutskerI,TanréD,BuisJP,SetzerA,VermoteE,Reagan[11]黃建文,李增元,陳爾學(xué),趙磊,莫冰萍.2021.高分六號(hào)寬幅多光譜數(shù)據(jù)人ValidationexperimentofthereflectanceproductsfKOMPSAT-3AbasedonRadCalNetdataanditsapplicabilitytovegeta感的高分辨遙感綜合定標(biāo)場(chǎng)及其應(yīng)用.遙感學(xué)報(bào),25(1):198-219)[DOI:L.2021.TemporalvicariousradiometriccalibrationofZYtofBaotousandf—基于機(jī)器學(xué)習(xí)的溫帶疏林草原木本和草本植被蓋度估算.遙感學(xué)報(bào)[DOI:[17]LiY,RongZG,LiYQ,ZhangWandSunL.2019.SolarreflectionbDunhuangsiteautomaticobservationradio[18]梁繼,鄭鎮(zhèn)煒,夏詩(shī)婷,張曉彤,唐媛媛.2020.高分六號(hào)紅邊特征的農(nóng)作物[19]LiuYK,LiCreflectance-basedapproachtovicariousoperationallandimager//ProceediRemoteSensingSymposium.FVicariousradiometriccalibrationusingagroundradiance-basedstudyofSentinel2AMSI//ProceedingsofandRemoteSensingUncertaintyanalysisofvicariousradiometriccalibrationofopticalsensorusinga[22]呂佳彥,何明元,陳林,胡秀清,李新.2017.基于敦煌輻射校正場(chǎng)的自動(dòng)化輻射定標(biāo)方法.光學(xué)學(xué)報(bào),37(8):08[23]MaLL,ZhaoYG,WoolliamsERnamibia:installationoftheinstrumentationandfirstresults//Proceedingsof2018IEEatmosphereandsurfacecharacterizationcalibration//ProceedingsofSPIE8153,[26]龐博,馬靈玲,劉耀開,王寧,趙永光,韓啟金,孟志明,王國(guó)珠.2019.陸地衛(wèi)星光學(xué)載荷地基自動(dòng)輻射定標(biāo)[27]邱剛剛,李新,韋瑋,張權(quán),鄭小兵.2016.基于場(chǎng)地自動(dòng)化觀測(cè)技術(shù)的遙感Sentinel-2Aand2Babsolutecalibrationmonitoring.EuropeanJournalofRemotemodeloftheearth'ssurfaceforthecorrecautomaticground-basedopticalmeasurements:applicationstoSPOT-HRV//ProceedingsofSPIE4891,OpticalRemoteSeground-basedstationforvicariouscalibration//ProceedingsofSPISystems,an