DB1680-2018高原湖泊、水库水体面积遥感监测规范

ICS07.060A47

DB63青 海 省 地 方 标 准DB63/T1680—2018高原湖泊、水库水体面积遥感监测规范20182018071620180925青海省质量技术监督局发布DB63/T1680DB63/T1680—2018DB63/TXXXXDB63/TXXXX—2018目 次前言 II范围 1术语和定义 1水体面积监测技术 2附录A（资料性附录）常用静止卫星、极轨卫星及资源卫星类型 5附录B（资料性附录）Himawari-8（葵花8）静止气象卫星（可见光、红外扫描辐射计）通道参数附录C（资料性附录）EOS/MODIS（中分辨率成像光谱仪）通道参数 附录D（资料性附录）FY3/MERSI中分辨率光谱成像仪通道参数 9附录E（资料性附录）LANDSATTM/ETM+光谱成像仪通道参数 10附录F（资料性附录） LANDSAT8/OLI光谱成像仪通道参数 11附录GHJ-1A/BCCD传感器通道参数 12附录H（资料性附录）GF1、GF2高分辨率光谱成像仪通道参数 13附录附录I（资料性附录）常见卫星影像水体面积提取指数 14附录J（规范性附录）静止卫星（葵花8）水体面积提取流程 15附录K（规范性附录）极轨卫星MODISTerra/Aqua或FY3MERSI水体面积提取流程 16附录L（规范性附录）资源卫星HJ-1A/B或GF1卫星水体面积提取流程 17附录M（规范性附录）湖泊、水库野外调查记录表 18附录N（规范性附录）水体数据库录入表 19参考文献 20I前 言本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由青海省气象局提出并归口。本标准起草单位：青海省气象科学研究所。本标准主要起草人：刘宝康、赵全宁、权晨、赵慧芳、陈国茜、李璠、史飞飞、石明明。IIII高原湖泊、水库水体面积遥感监测规范范围本标准规定了利用卫星资料提取高原湖泊、水库水体面积遥感监测的方法。应急服务等相关工作。术语和定义下列术语和定义适用于本文件2.1高原湖泊、水库流的峡口处建造拦河坝形成的人工湖。2.22.2地球观测卫星地进行综合观测，获取有关海洋、陆地、冰雪圈和太阳动力系统等信息。2.3图像增强应用计算机或光学设备改善图像视觉效果的处理。处理模型是根据人眼对光亮度观察的特性确定的，目的是提高图像的可判读性。增强处理的内容包括反差增强和滤波二部分。2.4真彩色合成物色彩一致或近似一致。2.5假彩色合成景物色彩。2.61阈值图像处理中，决定输出图像特性的某参数。当它小于或大于此值，输出将呈现不同特性2.7静止卫星卫星轨道高度36000km24（23小时56分04秒定在天空某一点不动。2.8极轨卫星卫星轨道高度为800km～1600km左右，南北向绕地球运转，对东西宽约2800km（地方时条件。一日两次（对某一点而言），在极地地球观测频繁。2.9资源卫星古迹、地层结构，能普查农作物、森林、海洋、空气等资源，预报各种严重的自然灾害。水体面积监测技术监测手段（轨卫星和资源卫星见附录A）。感图像处理软件、地理信息系统软件及数据库软件；图形输入／输出设备及专业技术人员。监测方法静止卫星监测面积大于500km28（Himawari-8）500相关参数见附录根据葵花8卫星第三通道地表反射率小于0.05的阈值提取湖泊、水库水体面积。极轨卫星100km2的湖泊、水库，采用经验阈值法或植被指数法，同时尽可能采用晴空250m（CD）。2应用中分辨率成像光谱仪（MODIS-Terra/AquaFY3-MERSI）监测湖泊、水库水体面积，采植被指数≤0I)(B20&B20.12 (1)式中：B1、B2分别是MODISTerra/Aqua卫星的第1、2通道的地表反射率。资源卫星主要用来监测面积小于或等于100km2，采用经验阈值法或水体指数法，同时尽可能采用晴空数据（资源卫星相关参数及水体指数模型见附录E～H）。美国陆地卫星（LANDSATTM/ETM+、LANDSAT8OLI）使用LANDSATTM/ETMLANDSAT8和B4通道进行提取。y0&B40.05 (2)式中：y表示归一化水体指数（见附录H.2）,B4表示LANDSATTM/ETM+、Landsat8OLI的第4通道的地表反射率。环境减灾卫星（HJ-1A/B）应用环境减灾卫星监测湖泊、水库水体面积，采用经验阈值法提取。式中：

B4/B20.9&B4

................................(3)B2、B4表示环境减灾卫星CCD传感器第2、4通道的地表反射率。高分一号、高分二号（GF1、GF2）应用高分一号、高分二号卫星监测湖泊、水库水体面积，采用经验阈值法提取。式中：

B4/B21&B4

.................................(4)B2、B4表示高分一号或高分二号卫星CCD传感器第2、4通道的地表反射率。水体面积计算方法面积；或把水体二值图数据转为矢量后，矢量面积则为湖泊、水库的水体面积。式中：S—湖泊或水库水体面积；P—水体像元总数；R—某种卫星资料的像元面积。

SP

.......................................(5)像元分辨率为16mR=0.000256km2；像元分辨率为30m时，R=0.0009km2；像元分辨率为250m时，R=0.0625km2；3像元分辨率为500m时，R=0.25km2；像元分辨率为1000m时，R=1km2。监测流程静止卫星（葵花8）、极轨卫星（MODISTERRA/Aqua、FY3MERSI），资源卫星（HJ-1A/B、和GF1、GF2）水体面积遥感监测流程（见附录J、附录K和附录M）。——资料选择。4月～10月期间，选择晴空卫星遥感资料，尽可能选择星下点附近资料。3Flaash校正后的均方根误差(RMSE)0.5～1——数据提取。对遥感数据集进行单通道数据分离，提取出相应感兴趣子区。——投影处理。处理多通道数据集，并生成投影图像文件。投影方式按GB/T18315-2001执行。——服务应用。采用相应的水体算法模型，结合目视解译法进行水体面积提取，精度在±1%范围，提取与计算、行政边界和经纬度网格叠加、服务产品制作和发布。——数据入库。将服务产品和湖泊、水库水体面积数据统一存入数据库。44附录A（资料性附录）常用静止卫星、极轨卫星及资源卫星类型——极轨卫星主要包括NOAA18、NOAA19、MODISTerra/Aqua、NPP、FY3A、FY3B、FY3C卫星；——静止卫星主要包括FY2C、FY2E、FY2F、FY2G和葵花8卫星；（TM5ETM+LANDSAT8（HJ-1A/BCCD）GF（GF1GF2）。55附录B（资料性附录）Himawari-8（葵花8）静止气象卫星（可见光、红外扫描辐射计）通道参数表B.1给出了Himawari-8（葵花8）静止气象卫星（可见光、红外扫描辐射计）通道参数表B.1通道参数表通道波长(μm)波段星下点分辨率(km)10.46可见光120.51可见光130.64可见光0.540.86近红外151.6短波红外262.3短波红外273.9中红外286.2远红外297.0远红外2107.3远红外2118.6远红外2129.6远红外21310.4热红外21411.2热红外21512.3热红外21613.3热红外266附录C（资料性附录）中分辨率成像光谱仪）通道参数表C.1给出了EOS/MODIS（中分辨率成像光谱仪）通道参数表C.1通道参数表通道波长(μm)波段星下点分辨率(m)10.62–0.67可见光25020.841–0.876可见光25030.459–0.479可见光50040.545–0.565可见光50051.230–1.250近红外50061.628–1.652短波红外50072.105–2.155短波红外50080.405–0.420可见光100090.438–0.448可见光1000100.483–0.493可见光1000110.526–0.536可见光1000120.546–0.556可见光1000130.662–0.672可见光1000140.673–0.683可见光1000150.743–0.753可见光1000160.862–0.877近红外1000170.890–0.920近红外1000180.931–0.941近红外1000190.915–0.965近红外1000203.660-3.840中波红外1000213.929-3.989中波红外1000223.929-3.989中波红外1000234.020-4.080中波红外1000244.433-4.498中波红外1000254.482-4.549中波红外1000261.360-1.390短波红外1000276.535-6.895中波红外1000287.175-7.475中波红外1000298.400-8.700中波红外1000309.580-9.880远红外10003110.780-11.280远红外10003211.770-12.270远红外1000773313.185-13.485远红外10003413.485-13.785远红外10003513.785-14.085远红外10003614.085-14.385远红外100088附录D（资料性附录）FY3/MERSI中分辨率光谱成像仪通道参数表D.1给出了FY3/MERSI中分辨率光谱成像仪通道参数表D.1通道参数表通道波长(μm)波段星下点分辨率(m)10.42～0.52可见光25020.50～0.60可见光25030.60～0.70可见光25040.815～0.915可见光25058.75～13.75远红外25061.59～1.69短波红外100072.08～2.18短波红外100080.392～0.432可见光100090.423～0.463可见光1000100.47～0.51可见光1000110.50～0.54可见光1000120.545～0.585可见光1000130.63～0.67可见光1000140.665～0.705可见光1000150.745～0.785可见光1000160.845～0.885近红外1000170.885～0.925近红外1000180.92～0.96近红外1000190.96～1.00近红外1000201.01～1.05中红外100099附录E（资料性附录）LANDSATTM/ETM+光谱成像仪通道参数表E.1给出了LANDSATTM/ETM+光谱成像仪通道参数表E.1通道波长(μm)波段星下点分辨率(m)10.45～0.52可见光3020.52～0.60可见光3030.63～0.69可见光3040.76～0.90近红外3051.55～1.75中红外30610.40～12.50远红外3072.09～2.35中红外3080.52～0.90全色151010附录F（资料性附录）LANDSAT8/OLI光谱成像仪通道参数表F.1给出了LANDSAT8/OLI光谱成像仪通道参数表F.1通道参数表通道波长(μm)波段星下点分辨率(m)10.433～0.453可见光3020.450～0.515可见光3030.525～0.600可见光3040.630～0.680可见光3050.845～0.885近红外3061.560～1.660短波红外3072.100～2.300短波红外3080.500～0.680可见光1591.360～1.390可见光301010.60～11.19远红外1001111.50～12.51远红外1001111附录GHJ-1A/BCCD传感器通道参数表G.1给出了HJ-1A/BCCD传感器通道参数表G.1通道参数表通道波长(μm)波段星下点分辨率(m)10.43～0.52可见光3020.52～0.60可见光3030.63～0.69可见光3040.76～0.90近红外301212表H.2表H.2GF213附录H（资料性附录）GF1、GF2高分辨率光谱成像仪通道参数表H.1、表H.2给出了GF1、GF2高分辨率光谱成像仪通道参数表H.1GF1通道参数表载荷通道波长(μm)星下点分辨率(m)全色多光谱相机10.45～0.90220.45～0.52830.52～0.5940.63～0.6950.77～0.89多光谱相机60.45～0.521670.52～0.5980.63～0.6990.77～0.89载荷通道波长(μm)星下点分辨率(m)全色多光谱相机10.45～0.90120.45～0.52430.52～0.5940.63～0.6950.77～0.89附录I（资料性附录）常见卫星影像水体面积提取指数归一化植被指数量。定义为：xB2(I.1)B2B1式中：B1为波长在0.62um～0.67um的红光波段的地表反射率；B2为波长在0.84um～0.875um归一化水体指数立用于水体识别的指数。定义为：yB立用于水体识别的指数。定义为：yB4B5 (I.2)B4B5式中：B4为波长0.85um～0.88um近红外波段的地表反射率；B5为波长1.55um～1.85um14附录J（规范性附录）静止卫星（葵花8）水体面积提取流程图J.1给出了静止卫星（葵花8）水体面积提取流程图J.1静止卫星（葵花8）水体面积提取流程图J.1静止卫星（葵花8）水体面积提取流程15附录K（规范性附录）极轨卫星MODISTerra/Aqua或FY3MERSI水体面积提取流程图K.1给出了极轨卫星MODISTerra/Aqua或FY3MERSI水体面积提取流程图K.1图K.1极轨卫星MODISTerra/AquaFY3MERSI16附录L（规范性附录）资源卫星HJ-1A/B或GF1卫星水体面积提取流程图L.1给出了资源卫星HJ-1A/B或GF1卫星水体面积提取流程图L.1图L.1资源卫星HJ-1A/BGF117附录M（规范性附录）湖泊、水库野外调查记录表表M.1给出了湖泊、水库野外调查记录表表M.1水体野外调查记录表年 月日 时间： 天气:采样地点省 市 县 乡采样编号经度纬度海拔照片编号水体类型无人机照片编号水体名称水体特征水温℃PH水色所属水系气温透明度水深水体光谱编号备注采样人员:采样人员:记录人员:18附录N（规范性附录）表N.1给出了水体数据库录入表表N.1水体数据库录入表录入时间水体提取时间录入人水体地点省市县乡水体编号经度纬度海拔照片编号水体类型无人机照片编号水体名称水体特征水温℃PH水色所属水系气温透明度水深水体光谱编号水体面积1919参 考 文 献王江山.青海省生态环境监测系统[M].北京：气象出版社，2004.刘玉洁，杨忠东，等.MODIS遥感信