遙感載荷外場自動化輻射定標系統(tǒng)技術規(guī)范 編制說明

1《遙感載荷外場自動化輻射定標系統(tǒng)技術術規(guī)范》國家標準制定項目，標準計劃項目編號為“2022（2）2019年8月-2019年11月，資料收集，主要包括：收集與陸地觀測衛(wèi)星可見光-短波紅外遙感器在軌場地自動輻射定標相關的國內(nèi)外標準與規(guī)范、相關（3）2019年12月-2020年7月，初稿編寫，主要包括整理、匯總相關資料；地觀測衛(wèi)星可見光-短波紅外遙感器在軌場地自動輻射定標相關技術要求等內(nèi)容，逐條編制陸地觀測衛(wèi)星可見光-短波紅外遙感器在軌場地自動輻射定標相關2（4）2020年8月，形成《陸地觀測衛(wèi)星可見光-短波紅外遙感器在軌場地自據(jù)委員意見（附件1）修改完善后提交至遙感標委會秘書處，并上報國家標準化輻射定標系統(tǒng)技術規(guī)范》工作組討論稿及建議書，參加審評會的回復，最終將標準名稱修改為《遙感載荷外場自動化輻射定標系統(tǒng)技術規(guī)3總體負責標準的起草、修改和編制說明撰議書、標準第1-10章、附錄A以及編制說明45我國已經(jīng)發(fā)布了陸地觀測衛(wèi)星可見光近紅外以及熱紅外遙感器在軌場地定光學遙感輻射傳輸基本術語》,全國宇航技術及其應用標準化技術委員會的《GB/T34509.1-2017陸地觀測衛(wèi)星光學遙感器在軌場地輻射定標方法第1部分標方法第2部分熱紅外》等一系列標準文件。最終編撰了本文件，用于規(guī)范遙感6國內(nèi)外單位和機構在遙感載荷外場自動化輻射定標方面的長期工作實驗和最新的可操作性和普適性，作為與遙感載荷外場自動化輻射定標相關行業(yè)共同的標動處理、載荷無關大氣層頂光譜輻亮度/反射率自動計算、遙感載荷自動化輻射起草組在編寫術語和定義時，主要參考了來自《GB/T36299-2018光學遙方法可見光-短波紅外》、《GB/T34509.1-2017陸地觀測衛(wèi)星光學遙感器在軌場地輻射定標方法第1部分可見光近紅外》、《GB/光學遙感器在軌場地輻射定標方法第2部分熱紅外》等國家標準和資料，并查閱利用自動觀測設備對輻射定標場地面均勻目標及大氣光學特性進行常態(tài)化目標反射特性自動測量系統(tǒng)automaticmeareflectivecharacterist7地面均勻目標groundhomog載荷無關大氣層頂光譜輻亮度sensor-independenttop-of-atmosphere載荷無關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函數(shù)進行卷積獲得的遙感載荷入瞳處通道反本文件在對國內(nèi)外遙感載荷自動化輻射定標場進行充分調(diào)研的分析的基礎測量分系統(tǒng)、外場測量數(shù)據(jù)自動處理分系統(tǒng)、載荷無關大氣層頂光譜輻亮度/反射率自動計算分系統(tǒng)、遙感載荷自動化輻射定標及不確定度計算分系統(tǒng)五個部8取的數(shù)據(jù)進行自動預處理，得到載荷無關大氣層頂光譜輻亮度/反射率計算所需d）載荷無關大氣層頂光譜輻亮度/反射率自動計算分系統(tǒng)：基于外場測量感載荷通道光譜響應函數(shù)，對匹配的載荷無關大氣層頂光譜輻亮度/反射率進行光譜卷積運算，得到遙感載荷對應通道的大氣層頂通道輻亮度/反射率，并結合度對最終定標結果不確定度的貢獻，主要包括遙感載荷入瞳處輻亮度/反射率不確定度、遙感載荷觀測數(shù)據(jù)相對輻射校正、場地多角度效應、地面-影像空間匹地面測量目標分系統(tǒng)技術要求參考了《GB/T39學遙感器在軌場地輻射定標方法第1部分可見光近紅外》中對輻射定標場地表特a)目標反射特性自動測量系統(tǒng)不少于1套，且滿足光譜范圍覆蓋400nm～2500nm，光譜輻亮度測量精度優(yōu)于3%，時間采樣頻率優(yōu)于b)全自動太陽分光光度計不少于1套，且滿足光譜波段至少包括340nm、380nm、440nm、500nm、675nm、870nm、936nm、1020nm和0.01°,時間采樣頻率優(yōu)于10min；~（+60±0.2）℃,相對濕度測量范圍0%~100%，時間采樣頻率優(yōu)于m/s)，風向測量范圍0°~360°,時間采樣頻率優(yōu)于1min；a)布設位置：目標反射特性自動測量系統(tǒng)應布設于地面均勻目標的中分光光度計、自動溫濕壓測量儀、風向風速測量儀以及全天空成像c)測量精準性：定期采用人工或自校準方式進行標定，并確定測量不e)溫度敏感性：性能對溫度變化的響應小或者能夠自動實時測定溫度h)可傳輸性：支持遠程測控和遠程數(shù)據(jù)傳輸，如支持移動通信終端通i)可維護性和安全性：具備工作狀態(tài)自動監(jiān)測功能，方便工作人員檢a)目標反射特性：采用目標反射特性自動測量系統(tǒng)測量地面均勻目標b)大氣參數(shù)：采用全自動太陽分光光度計自動測量太陽直射輻照度，c)氣象參數(shù)：包括地面溫度、濕度和大氣壓強，地面風向、風速，云結束是A否輻照度光譜目標/標準參考板 反射輻亮度光譜大氣輻射傳輸模型計算結束是A否輻照度光譜目標/標準參考板 反射輻亮度光譜大氣輻射傳輸模型計算開始開始77氣象、大氣、地面均勻目標反射光譜輻亮度數(shù)據(jù)自動讀取是否異常是否異常否氣溶膠光學厚度/氣溶膠光學厚度/垂直柱水汽含量太陽直射和天空散射太陽直射和天空散射地面均勻目標地面均勻目標地表反射率光譜計算地面均勻目標地面均勻目標地表反射率光譜結束結束（6）載荷無關大氣層頂光譜輻亮度/反射率自動計算分系統(tǒng)技術要求本文指出了載荷無關大氣層頂光譜輻亮度/反射率自動計算分系統(tǒng)技術要（7）載荷無關大氣層頂光譜輻亮度/反射率自動計算分系統(tǒng)技術要求本文指出了載荷無關大氣層頂光譜輻亮度/反射率自動計算分系統(tǒng)技術要（8）遙感載荷自動化輻射定標及不確定度計算分系統(tǒng)技術要求氣層頂光譜輻亮度/反射率標準產(chǎn)品文件中匹配和提取所需數(shù)據(jù)，并應結合遙感載荷的通道光譜響應函數(shù)，計算得到遙感載荷對應通道的大氣層頂通道輻亮度/本文指出了遙感載荷外場自動化輻射定標系統(tǒng)的檢查項應包括但不限于下檢查地面測量目標分系統(tǒng)的完備性和正確檢查外場自動化測量分系統(tǒng)關于儀器設備配置的完備性和性能滿足度，應符合6.1要檢查外場自動化測量分系統(tǒng)關于儀器設備檢查外場自動化測量分系統(tǒng)關于數(shù)據(jù)獲取檢查外場測量數(shù)據(jù)自動處理分系統(tǒng)基本功檢查外場測量數(shù)據(jù)自動處理分系統(tǒng)測量數(shù)檢查外場測量數(shù)據(jù)自動處理分系統(tǒng)地面均勻目標地表反射率光譜自動計算的技術要檢查載荷無關大氣層頂光譜輻亮度/反射率檢查遙感載荷自動化輻射定標及不確定度本文件的起草是凝練遙感載荷外場自動化輻射定標的長期工作實驗和最新本文件是課題來源:科技部國家搞技術研究發(fā)展計劃（863計劃）課題（遙感載荷性能與數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測技術，項目編號2013AA122102，起止日期規(guī)范的設定重點參考了國際對地觀測委員會（CEOS）發(fā)起的全球自主輻射定標場網(wǎng)（RadCalNet）關于自動化輻射定標系統(tǒng)的技術要求，我國的國家高分辨遙光學衛(wèi)星遙感載荷進行了在軌絕對輻射定標和質(zhì)量評價，這包括國際上的MODIS、Landsat、Sentinel-2等光學衛(wèi)星遙感載荷以及國內(nèi)ZY-3、ZY-3-02、荷外場自動化輻射定標系統(tǒng)技術規(guī)范對GF1和GF6的多類型遙感載荷進行外場自圖2GF1載荷定標系數(shù)試驗情況分析本文件的預期作用包括：1）標準與基于同步測量的在軌輻射定標標準相互結合，相互驗證，對提高輻射定標精度大有益處；2）標準旨在推動在軌場地自（3）《GB/T34509.1-2017陸地觀測衛(wèi)星光學遙感器在軌場地輻射定標作為支撐光學衛(wèi)星遙感載荷外場自動輻射定標的基礎性國家標準目前我國還沒有關于遙感載荷自動化輻射定標系統(tǒng)技術規(guī)范方面的國家標1.建議本文件執(zhí)行過程中，應結合并遵循《GB/T38935-2020光學遙感器陸地觀測衛(wèi)星光學遙感器在軌場地輻射定標方法第2部分熱紅外》的規(guī)傳和培訓，與遙感載荷研制和數(shù)據(jù)處理等團隊溝通推動其應用。建議標委會及相關單位倡導行業(yè)相關部門自覺遵守本文件規(guī)范，以保證標準的IannoneRQandBocciaV.2019.SentinvicariousmethodsfromDIMITRItoolboxandfieldmeasurementsfromRadCalNetdatabase.IEEEJournalofSelectedTopics[2]BarsiJA,Alhradiometriccrosscomparisonoverdesertsites.EuropeanJournalofRemote[3]BouvetM,ThomeK,Berthelo[4]陳林,徐娜,胡秀清,陸風,張鵬.2016.基于深對流云目標的風云二號可見[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,趙磊,莫冰萍.2021.高分六號寬幅多光譜數(shù)據(jù)人ValidationexperimentofthereflectanceproductsfKOMPSAT-3AbasedonRadCalNetdataanditsapplicabilitytovegeta感的高分辨遙感綜合定標場及其應用.遙感學報,25(1):198-219)[DOI:L.2021.TemporalvicariousradiometriccalibrationofZYtofBaotousandf—基于機器學習的溫帶疏林草原木本和草本植被蓋度估算.遙感學報[DOI:[17]LiY,RongZG,LiYQ,ZhangWandSunL.2019.SolarreflectionbDunhuangsiteautomaticobservationradio[18]梁繼,鄭鎮(zhèn)煒,夏詩婷,張曉彤,唐媛媛.2020.高分六號紅邊特征的農(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的自動化輻射定標方法.光學學報,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,王國珠.2019.陸地衛(wèi)星光學載荷地基自動輻射定標[27]邱剛剛,李新,韋瑋,張權,鄭小兵.2016.基于場地自動化觀測技術的遙感Sentinel-2Aand2Babsolutecalibrationmonitoring.EuropeanJournalofRemotemodeloftheearth'ssurfaceforthecorrecautomaticground-basedopticalmeasurements:applicationstoSPOT-HRV//ProceedingsofSPIE4891,OpticalRemoteSeground-basedstationforvicariouscalibration//ProceedingsofSPISystems,an