2024卫星遥感影像地表反射率产品规范

地表反射率卫星遥感产品规范II目 次前言 III引言 IV1范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1缩略语 2产品分级 2分级原则 2产品级别框架 25.32级产品（L2级） 35.43级产品（L3级） 35.54级产品（L4级） 3产品命名规则 3产品名称组成 3产品名称含义 4产品构成 4产品概述 4元数据集 4地表反射率数据集 5辅助数据集 5技术要求 7时间信息 7地理信息 7产品质量 7产品检查 7附录A（资料性）SR卫星遥感产品的生产逻辑流程和相互关系 8流程概述 8数据准备 9L2级产品生产 9L3级产品生产 10L4级产品生产 10附录B（规范性）SR产品元数据文件基本内容 10附录C（资料性）SR产品元数据文件示例 12附录D（规范性）SR产品质量标识含义 15PAGEPAGE11地表反射率卫星遥感产品规范范围（二向性反射率因子要求和产品检查。本文件适用于地表反射率卫星遥感产品的生产、管理、维护和使用等。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GB/T35652—2017 瓦片地图服务GB/T37151—2018 基于地形图标准分幅的遥感影像产品规范GB/T39608—2020 基础地理信息数字成果元数据GB/T41539-2022 卫星遥感影像地表反射率产品规范术语和定义GB/T36299—2018和GB/Txxxxx—xxxx界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1辐[射]亮度radiance辐射源在单位投影面积上、单位立体角内的辐射通量。注：单位为瓦每平方米球面度[W/(m2·sr)]。[来源：GB/T36299-2018，2.8]3.2二向性反射率因子bidirectionalreflectancefactor本文规定的地表反射率卫星遥感产品是指基于卫星遥感影像数据生产的二向反射率因子，它是指物体表面向特定方向的反射辐亮度与相同辐照度条件下理想漫反射体在该方向上的反射辐亮度之比。[来源：GB/T36299-2018，3.7]3.3地表反射率卫星遥感产品元数据metadataofsurfacesurfaceproductsfromsatelliteremotesensingimagery量标识、文件名称/数据集名称、地理位置等。3.4thumbnailimagequicklookimage按一定缩小比例重采样保存的地表反射率值空间分布状况的图像。[来源：GB/T41539-2022，3.1,有修改]3.5地表反射率卫星遥感产品surfacereflectanceproductfromsatelliteremotesensingimagery由卫星遥感影像数据生产的元数据集、地表反射率数据集和辅助数据集组成的集合统称。3.6景scene根据卫星遥感器特征，将遥感影像数据按照规定的行数和列数进行裁切后的图像计数单位。[来源：GB/T36301—2018，3.1.4]3.7瓦片tile将几何校正后的单景遥感影像产品或者多景遥感影像合成产品，按照规定的行数和列数进行裁切后，形成的具有固定空间参考基准的图像计数单位。[来源：GB/T35652—2017，3.1,有修改]缩略语下列缩略语适用于本SR (SurfaceReflectance)UTC (CoordinatedUniversalTime)产品分级分级原则SR卫星遥感产品分级遵循以下原则：时空处理不同环节的区别；划分简洁明确，具有广泛的适用性，能反映SR为各类用户所接受和使用；兼顾当前国内遥感数据产品的分级框架，在体现SR一致；应与当前国外SR卫星遥感产品分级规则建立明确的映射关系，能方便与国外SR分级方案接轨；考虑未来一段时期出现SR卫星遥感新产品的可能性，具有可扩展性。产品级别框架根据SR卫星遥感产品生产涉及的方法和复杂程度的差异，SR卫星遥感产品可以分为3级，分别标识为2级产品（L2级）、3级产品（L3级）和4级产品（L4级）。其中，L2、L3级和L4级产品进一步细分2L2B瓦片瞬时产品（卫星实际观测角度）L2A分幅瞬时产品（卫星实际观测角度）个子级，分别使用大写英文字母A和B字母标识，代表不同产品类型（分幅或者瓦片产品类型）。L2B瓦片瞬时产品（卫星实际观测角度）L2A分幅瞬时产品（卫星实际观测角度）级L3B瓦片瞬时产品（天顶观测）L3AL3B瓦片瞬时产品（天顶观测）L3A分幅瞬时产品（天顶观测）L4B分瓦片合成产品（天顶观测）L4AL4B分瓦片合成产品（天顶观测）L4A分幅合成产品（天顶观测）图1SR卫星遥感产品级别框架SR卫星遥感产品的生产和应用需指明SR卫星遥感产品的级别，SR分级产品生产逻辑流程见附录A。2级产品（L2级）L2级产品是观测时刻的按景方式形成的SRSRL2级产品细分2L2A和L2B级产品是卫星实际观测角度下的瓦片瞬时产品。3级产品（L3级）L3级产品是在L2级产品的基础上，经过几何校正、时间归一化和角度归一化后计算得到的具有统一空间分辨率的瞬时SR卫星遥感产品，即分幅瞬时卫星遥感产品（L3A级）和瓦片瞬时卫星遥感产品（L3B级）。4级产品（L4级）L4级产品是在L3级产品的基础上，结合模型计算/尺度的SRSR（L4A级和SR（L4B级它包括对应时间尺度下的平均SR出现时刻和最小SR出现时刻等信息。产品命名规则产品名称组成SR-以及产品版本号。SR卫星遥感产品命名规则如图2所示。XXX-XXX-XXX-XXX-XXX-XXX-XXX-XXX.XXX

扩展名产品版本号发布机构名称产品空间分辨率产品地理位置产品瞬时时间产品分级卫星-传感器名称产品子类名称图2SR卫星遥感产品命名规则产品名称含义产品名称各要素要求如下：SRMetaSRLon、LatQA标识；卫星-SRGB/T37151—2018B；5.2SRL3A；L4MMDD可用XX替代；GB/T35652-20175.1列号（GB/T37151—20186.2幅编号），也可根据用户需要进行相应编号；VU（V省略小数点，U10m、100m1000m等）；AIRCAS；V1.0；扩展名：用于标识产品保存文件的扩展名。1WFIAIRCAS2021月20日L2A级瞬时SR分幅产品（编号为H25V05）的名称如下：SR_GF6_WFI_L2A_20210820_H25V05_250m_AIRCAS_V6.hdf。产品构成产品概述SR卫星遥感产品由三部分构成：元数据集、地表反射率数据集和辅助数据集。元数据集应符合GB/T39608—2020中第4分发信息。元数据按附录B记录，示例见附录C。元数据集的存储应采用字符串文本数据的文件格式来描述所需信息，例如人机都便于理解和读取的文件格式XML。地表反射率数据集记录。不同级别的SR数据集的构成不同。L2和L3级的SR数据集的构成和说明见表1但不限于表1所列项，SR数据为逐像素记录的地表反射率值。表1L2和L3级SR数据集构成和说明构成名称单位数据类型缩放系数偏移系数有效值域填充值SR数据无量纲16位无符号整型0.00010[0,16000]65535SR但需要在元数据中给出具体的描述说明。L4级的SR卫星遥感产品的构成和说明见表2但不限于表2所列项，具体描述如下：SRSRSR平均值；SRSRSR最大值；SRSRSR最小值。表2L4级SR数据集构成和说明构成名称单位数据类型缩放系数偏移系数有效值域填充值平均SR数据无量纲16位无符号整型0.00010[0,16000]65535最大SR数据无量纲16位无符号整型0.00010[0,16000]65535最小SR数据无量纲16位无符号整型0.00010[0,16000]65535SR但需要在元数据中给出具体的描述说明。且被国际认可的能高效存储和分发遥感产品的文件格式，例如HDF、NetCDF和GeoTiff。辅助数据集SR卫星遥感产品辅助数据集包括栅格数据和文本数据两种。其中，以栅格形式存储的数据可包括逐像元的经纬度、观测时间、观测天顶角、观测方位角、最大SR时刻数据、最小SR时刻数据、质量标识和缩略图；以文本形式存储的数据可包括算法说明文档、用户手册和真实性检验报告。不同级别的SR卫星遥感产品辅助数据集的构成不同。辅助数据集的构成和说明见表3但不限于表3所列项，具体描述如下：SR卫星遥感产品的经度信息；SR卫星遥感产品的纬度信息；SR卫星遥感产品的观测时间信息；SR卫星遥感产品的观测天顶角信息；SR卫星遥感产品的观测方位角信息；SRSRSR最大值出现的时间；SRSRSR最小值出现的时间；SR和合理性。每一个二进制位分别表示海陆/云/冰雪掩膜、地表反射率反演方法、地表反射率误DSR卫星遥感产品的质量进行标识；SR卫星遥感产品状况的图像；SR卫星遥感产品生产算法及流程等信息的文档；SR卫星遥感产品构成、使用方法、获取途径等信息的文档；GB/TXXXXX—XXXX5章的相关规定。例如JPEG；以文本形式存储的数据应采用可移植的文档文件格式，例如pdf。表3 辅助数据集构成和说明构成名称单位数据类型缩放系数偏移系数有效值域填充值L2级产品是否包含L3级产品是否包含L4级产品是否包含像元经度度（º）32位浮点型10-180，18099999必选否否像元纬度度（º）32位浮点型10-90，9099999必选否否观测时间秒（s）32位无符号整型100，8640099999必选可选否观测天顶角度（º）16位无符号整型0.0100，900065535必选可选否观测方位角度（º）16位无符号整型0.0100，3600065535可选可选否最大SR时刻天（d）32位浮点型100，36699999否否必选最小SR时刻天（d）32位浮点型100，36699999否否必选质量标识-32位无符号整型--0，2097151-必选必选必选缩略图-8位无符号整型--0，255-可选可选可选算法说明文档-字符型可选可选可选用户手册-字符型可选可选可选真实性检验报告-字符型可选可选可选注1：如果栅格形式存储的数据已经进行了地图投影，那么不必存储每个像元的经纬度坐标，仅在元数据中保留栅格数据的左上角经纬度坐标；注2：像元经度负数为西经，正数为东经；像元纬度负数为南纬，正数为北纬；注3：最大SR时刻和最小SR时刻中的时、分和秒都为小数表示的以天为单位的UTC时间；注4：产品质量标识数据以二进制标记，十进制存储。技术要求时间信息应采用公元纪年，时间采用UTC时间。地理信息坐标系和投影应在SR卫星遥感产品的元数据集中包含坐标系信息。当SRSRGB/T37151—2018中第6WGS84等。地理覆盖范围应在元数据数据集中包含影像的地理覆盖范围信息。对于分瓦片保存的产品，可执行GB/T35652-2017中第5.1节规定记录行列号（如果瓦片产品是以分幅的形式组织，可执行GB/T37151—2018中第6.2节规定记录分幅编号），也可根据用户需要进行相应编号。产品质量产品准确度执行GB/TXXXXX—XXXX中第5章的相关规定，在元数据中记录平均误差、均方根误差、相关系数。产品不确定度执行GB/TXXXXX—XXXX中第5章的相关规定，在元数据中记录标准差。空间连续性分别计算质量标记数据中“产品生产，质量好”、“无效值”、“晴空”像元数占像元总数的比例，在元数据中记录优质数据比例、无效值的比例、云覆盖比例。产品检查应在产品生产后，公开发布或交付用户前进行。检查项应包括但不限于表4所列项。表4SR卫星遥感产品检查项检查项检查内容证实方法命名规则产品名称名称要求检查文件命名方式的合理性，应符合6.2要求。产品构成元数据数据内容检查所有信息的完备性和正确性，应符合7.2要求。地表反射率数据集数据要素检查对应级别产品的完备性和正确性，应符合7.3要求。辅助数据像元经度对于L2级产品，检查是否存在，应符合7.4a)要求。像元纬度对于L2级产品，检查是否存在，应符合7.4b)要求。观测时间对于L2级产品，检查是否存在，应符合7.4c)要求。观测天顶角对于L2级产品，检查是否存在，应符合7.4d)要求。最大SR时刻对于L4级产品，检查是否存在，应符合7.4f)要求。最小SR时刻对于L4级产品，检查是否存在，应符合7.4g)要求。质量标示对于所有产品，检查是否存在；应符合7.4h)要求。技术要求时间信息时间记录检查时间信息的完备性和正确性，应符合8.1要求。地理信息坐标系和投影检查坐标系和投影的完备性和正确性，应符合8.2.1要求。地理覆盖范围检查地理覆盖范围的完备性和正确性，应符合8.2.2要求。产品质量产品准确度检查产品准确度的完备性，应符合8.3.1要求。产品不确定度检查产品不确定度的完备性，应符合8.3.2要求。空间连续性检查空间连续的完备性，应符合8.3.3要求。附 录 A（资料性）SR卫星遥感产品的生产逻辑流程和相互关系流程概述SR卫星遥感产品生产的包括数据准备和产品生产两部分，其中不同级别的产品生产按级别顺序依次进行，生产的逻辑流程见图A.1。L2L2级产品生产像元标识SR计算质量标识L2/SR数据元数据地理位置(经纬度)观测时间-质量标识缩略图几何校正时间归一化角度归一化L3级产品生产 级幅/瓦瞬时品SR数据元数据地理位置(经纬度)观测时间-质量标识缩略图尺度合成L4级产品生产质量标识L4/品平均SR数据地理位置(经纬度)质量标识缩略图其他辅助数据载荷-太阳观测几何数据质量海陆、云层、冰雪掩膜载荷入瞳辐亮度/表观反射率数据图A.1SR卫星遥感产品生产的逻辑流程数据准备SR卫星遥感产品生产的数据源为L1入用于标记像元特性。L2级产品生产L2级产品生产的数据源为经过辐射校正的载荷入瞳辐亮度或者表观反射率数据。采用合适的SR演算法，使用观测-太阳几何（包括载荷观测天顶角和观测方位角、太阳天顶角和方位角）（进行SR算结果进行质量标识。最后输出L2级分景瞬时产品，所包含的信息依次为SR（经纬度）数据、观测时间数据、载荷-太阳观测几何数据、质量标识以及缩略图。L3级产品生产在L2L3级分瓦片瞬时产品，所包含的信息和L2级产品相同，所包含的信息依次为SR置（经纬度）数据、观测时间数据、载荷-太阳观测几何数据、质量标识以及缩略图。L4级产品生产将相应的L3级产品进行时间尺度合成，生成所需时间尺度的L4级产品，根据需要重新对计算方法和误差信息进行质量标识。L4级分瓦片时间尺度产品所包含的信息依次为评价SR数据、最大SRSR（经纬度略图。其中，L4级产品生产的合成方法包括但不限于：唯一值合成，将唯一SR值作为SR合成值。最优质量合成，取所有SR值中质量等级最高的值作为SR合成值。最小角度值合成，取所有SR值中卫星观测天顶角最小的值作为SR合成值。平均值合成，取所有SR值中地表反射率的平均值作为SR合成值。附 录 B（规范性）SR产品元数据文件基本内容SR产品元数据文件描述了SR产品的基本信息(名称、级别等)、时间和地理信息（传感器成像日期、坐标系、投影等）、生产信息（数据源、算法等）、质量信息（云覆盖、精度等）和分发信息（生产、出版等）。SR产品元数据的基本内容应包含但不限于表B.1所列项，可依实际情况增加条目。表B.1SR产品元数据基本内容序号数据项数值类型备注基本信息1产品名称字符型小于255个字符。2产品版本字符型小于255个字符。3产品级别字符型小于255个字符。4元数据文件名字符型小于255个字符。5地表反射率数据集文件名字符型小于255个字符。6像元经度文件名称字符型小于255个字符。7像元纬度文件名称字符型小于255个字符。8观测时间文件名称字符型小于255个字符。9观测天顶角文件名称字符型小于255个字符。10观测方位角文件名称字符型小于255个字符。11质量标识文件名称字符型小于255个字符。12缩略图文件名字符型小于255个字符。13算法说明文档字符型小于255个字符。14用户手册字符型小于255个字符。15真实性检验报告字符型小于255个字符。16地表反射率数据描述字符型255数、有效值域和填充值。17辅助数据描述字符型1023偏移系数、有效值域和填充值。时间和地理信息18传感器成像日期字符型日期格式为YYYYMM：DDHHMMSS。19图幅宽度整型按像元记。20图幅高度整型按像元记。21图幅（景/瓦片）名称字符型小于255个字符。22坐标系名称字符型小于255个字符。23椭球体名称字符型小于255个字符。24椭球体参数字符型小于255个字符，给出椭球体的长短半轴。25地图投影名称字符型小于255个字符。26地图投影参数字符型小于255个字符，给出的投影分带等。27图廓角点经度范围字符型以度为单位。28图廓角点纬度范围字符型以度为单位。29左上角经度或X坐标浮点型以度或者米为单位。30左上角纬度或Y坐标浮点型以度或者米为单位。31左下角经度或X坐标浮点型以度或者米为单位。32左下角纬度或Y坐标浮点型以度或者米为单位。33右上角经度或X坐标浮点型以度或者米为单位。34右上角纬度或Y坐标浮点型以度或者米为单位。35右下角经度或X坐标浮点型以度或者米为单位。36右下角纬度或Y坐标浮点型以度或者米为单位。生产信息37卫星名称字符型小于255个字符。38传感器名称字符型小于255个字符。39波段选择字符型小于255个字符。40空间分辨率字符型小于255个字符，单位为米或者度。41SR反演算法字符型小于255个字符。42SR角度归一化字符型255处理，标注为所使用的方法。43SR归一化角度字符型小于255个字符。未进行角度归一化，标识为'-'；进行角度归一化处理，标识为归一化后角度。44SR时间归一化字符型255处理，标识为所使用的方法。45SR归一化时间字符型小于255个字符。未进行时间归一化，标识为'-'；进行时间归一化处理，标识为归一化后时间。46算法版权信息字符型小于255个字符。质量信息47优质数据比例8位整型百分比表示。48无效值的比例8位整型百分比表示。49云覆盖比例8位整型百分比表示。50平均偏差浮点型51均方根误差浮点型52相关系数浮点型53不确定度（标准差）浮点型分发信息54产品生产时间字符型格式为YYYYMM：DDHHMMSS。55产品发布时间字符型格式为YYYYMM：DDHHMMSS。56版权单位名称字符型小于255个字符。57版权人名称字符型小于255个字符。58生产单位名称字符型小于255个字符。59生产者名称字符型小于255个字符。注：如果栅格形式存储的数据已经进行了地图投影，那么不必给出每个像元的经纬度文件。附 录 C（资料性）SR产品元数据文件示例C.1MODISL2A级地表反射率产品的元数据文件示例。表C.1SR产品元数据基本内容示例序号数据项数值类型备注基本信息1产品名称字符型MOD09GQ2产品版本字符型V63产品级别字符型L2A4元数据文件名字符型Meta_Terra_MODIS_L2_20210820_H25V05_250m_AIRCAS_V6.xml5地表反射率数据集文件名字符型SR_Terra_MODIS_L2_20210820_H25V05_250m_AIRCAS_V6.hdf6像元经度文件名称字符型Lon_Terra_MODIS_L2_20210820_H25V05_250m_AIRCAS_V6.hdf7像元纬度文件名称字符型Lat_Terra_MODIS_L2_20210820_H25V05_250m_AIRCAS_V6.hdf8观测时间文件名称字符型ObserTime_Terra_MODIS_L2_20210820_H25V05_250m_AIRCAS_V6.hdf9观测天顶角文件名称字符型VZA_Terra_MODIS_L2_20210820_H25V05_250m_AIRCAS_V6.hdf10观测方位角文件名称字符型VAA_Terra_MODIS_L2_20210820_H25V05_250m_AIRCAS_V6.hdf11质量标识文件名称字符型QA_TerraMOD_L2_20210126_H26V04_1km_CAAS_V6.hdf12缩略图文件名字符型Thumbnail_Terra_MODIS_L2_20210820_H25V05_250m_AIRCAS_V6.jpg13算法说明文档字符型ATBD_Terra_MODIS_L2_250m_AIRCAS_V6.pdf14用户手册字符型UserGuide_Terra_MODIS_L2_250m_AIRCAS_V6.pdf15真实性检验报告字符型ValiReport_Terra_MODIS_L2_250m_AIRCAS_V6.pdf16地表反射率数据描述字符型单位：无量纲；数据类型：16位无符号整型；缩放系数：0.0001；偏移系数：0；有效值域：[-100,16000]；填充值：-2867217辅助数据描述字符型1；偏移系数：0；有效值域：[0,86400]；填充值：99999；子类名称：观测天顶角；单位：度（º）；数据类型：16位无符号整型；缩放系数：0.01；偏移系数：0；有效值域：[0,9000]；填充值：65535时间和地理信息18传感器成像日期字符型2021082019图幅宽度整型120020图幅高度整型120021图幅（景/瓦片）名称字符型H25V0522坐标系名称字符型WGS-84坐标系23椭球体名称字符型WGS84椭球体24椭球体参数字符型长半轴:6378137.0；短半轴：6356752.31424517925地图投影名称字符型正弦投影26地图投影参数字符型投影名称：正弦投影；投影类型：sinusoidal；投影半径：6371007.181；东偏：0；北偏：0；中央经线：027图廓角点经度范围字符型(104.439899961015,140.00865037019)28图廓角点纬度范围字符型(40.0041666666667,49.9958333333333)29左上角经度或X坐标浮点型8895604.15813230左上角纬度或Y坐标浮点型5559752.59883331左下角经度或X坐标浮点型8895604.15813232左下角纬度或Y坐标浮点型4447802.07906633右上角经度或X坐标浮点型10007554.67789934右上角纬度或Y坐标浮点型5559752.59883335右下角经度或X坐标浮点型10007554.67789936右下角纬度或Y坐标浮点型4447802.079066生产信息37卫星名称字符型Terra38传感器名称字符型MODIS39波段选择字符型第1和2波段40空间分辨率字符型250米41SR反演算法字符型通用查找表算法42SR角度归一化字符型否43SR归一化角度字符型-44SR时间归一化字符型否45SR归一化时间字符型-46算法版权信息字符型反演算法：DOI:10.5067/MODIS/MOD09GQ.006质量信息47优质数据比例8位整型8748无效值的比例8位整型149云覆盖比例8位整型550平均偏差浮点型0.351均方根误差浮点型0.752相关系数浮点型0.7753不确定度（标准差）浮点型0.5分发信息54产品生产时间字符型20210130：04000055产品发布时间字符型20210131：00000056版权单位名称字符型XXXXXX57版权人名称字符型XXXXXX58生产单位名称字符型XXXXXX59生产者名称字符型XXXXX