《时序卫星影像数据质量检查与评价GBT+41449-2022》详细解读

《时序卫星影像数据质量检查与评价GB/T41449-2022》详细解读contents目录1范围规范性引用文件3术语和定义4基本要求4.1检查评价依据4.2检查内容4.3检查方式4.4质量等级contents目录4.5检查结果记录4.6质量问题处理5抽样检查程序5.1组成批成果5.2单位成果确定5.3确定样本量5.4检查工作程序及内容6质量元素与评价指标6.1质量元素contents目录6.2质量评价指标7质量评定7.1单位成果质量评定7.2批成果评定附录A(资料性)相关检查项计算方法说明参考文献011范围包括多光谱、高光谱等类型的数据。光学卫星影像数据包括SAR（合成孔径雷达）等类型的数据。雷达卫星影像数据1.1适用的数据类型数据接收环节对接收到的卫星数据进行初步的质量检查。数据处理环节在数据处理过程中对数据进行质量检查，确保处理结果的准确性。数据应用环节在应用卫星数据前进行质量检查，确保数据满足应用需求。1.2适用的检查环节影像质量评价对卫星影像的几何质量、辐射质量、纹理质量等进行评价。数据完整性评价检查数据是否完整，是否有缺失或损坏的情况。数据一致性评价检查不同时间、不同传感器获取的卫星数据之间的一致性。1.3评价的对象和内容02规范性引用文件国家标准与规范《遥感影像数据质量检查方法》该标准详细规定了遥感影像数据的质量检查流程和方法，包括目视检查和定量指标检查等。《卫星遥感影像产品规范》此规范对卫星遥感影像产品的格式、内容、质量等方面进行了详细规定，是卫星遥感数据生产和应用的重要依据。行业标准与推荐做法该规范针对测绘地理信息行业的卫星遥感影像数据，提供了质量检查和验收的标准和流程。《测绘地理信息行业卫星遥感影像数据质量检查与验收规范》此规范主要关注高分辨率卫星遥感影像的处理流程和方法，包括预处理、增强处理和信息提取等。《高分辨率卫星遥感影像处理规范》《CEOS卫星遥感数据产品标准》CEOS（CommitteeonEarthObservationSatellites）制定的卫星遥感数据产品标准，被广泛应用于国际卫星遥感数据的交换和共享。该标准详细规定了卫星遥感数据产品的格式、质量、元数据等方面要求。《ISO遥感影像数据质量评价标准》ISO（InternationalOrganizationforStandardization）制定的遥感影像数据质量评价标准，为国际范围内的遥感影像数据质量评价提供了统一的标准和依据。国际标准与协议033术语和定义指在同一地区、不同时间获取的卫星影像数据序列，用于监测地表动态变化。具有时间连续性、空间一致性和光谱可比性。定义特点3.1时序卫星影像数据目的确保时序卫星影像数据的准确性、完整性和可用性。内容包括影像的几何精度、辐射精度、时间精度和完整性等方面的检查。3.2质量检查对时序卫星影像数据的质量进行定量或定性的评估。包括基于统计指标的评价方法、基于影像特征的评价方法和基于应用需求的评价方法等。3.3质量评价方法定义对卫星影像进行几何变形纠正，使其符合地图投影或地面坐标系统的要求。几何校正将卫星传感器记录的数字量化值转换为具有实际物理意义的辐射亮度值。辐射定标消除大气散射、吸收和反射等因素对卫星影像的影响，获取地表真实反射率信息。大气校正将不同空间、时间或光谱分辨率的卫星影像数据进行融合，以提高影像的空间分辨率、时间分辨率或光谱分辨率。融合处理3.4相关术语044基本要求4.1数据完整性要求卫星影像数据应完整，包括所有波段和辅助数据。数据应无损坏、无丢失，能够正常读取和处理。01024.2数据准确性要求数据的辐射定标和几何校正应准确，以消除传感器误差和大气干扰。卫星影像数据的地理位置信息应准确，包括经纬度、高程等。卫星影像数据应具有时效性，能够反映目标区域的最新情况。对于历史数据，应确保其保存完好，以便进行历史变迁分析。4.3数据时效性要求卫星影像数据应符合通用的数据格式标准，如GeoTIFF、ENVI等。数据应具有良好的兼容性，能够与其他来源和类型的数据进行融合处理。4.4数据格式与兼容性要求054.1检查评价依据包括国际标准化组织（ISO）及国内相关机构发布的遥感数据标准，为数据质量检查提供基本依据。国内外遥感数据标准针对不同行业应用需求，制定相应的遥感数据质量检查规范，确保数据满足特定行业应用要求。行业应用规范相关标准与规范03几何精度几何定位精度和几何畸变等，影响影像数据的地理空间位置准确性和可用性。01分辨率影像数据的空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率等，直接影响数据质量和应用效果。02辐射精度辐射定标精度和辐射分辨率等，反映影像数据的辐射信息准确性和细节表现能力。技术指标要求123对于多时相、多源卫星影像数据，需要保持数据间的一致性，便于后续的数据处理和应用。数据一致性针对不同场景和应用需求，对数据质量提出相应的要求，如城市监测、农业估产等。场景适应性确保数据在获取、传输、处理和应用过程中的安全性和可靠性，防止数据被篡改或损坏。安全性与可靠性实际应用需求064.2检查内容绝对辐射质量检查评估卫星影像的绝对辐射精度，包括定标系数、太阳辐照度等因素的检查。相对辐射质量检查比较不同时间或不同传感器获取的影像之间的辐射一致性，检查是否存在辐射畸变。辐射均匀性检查评估影像内部各像元之间的辐射响应均匀性，检查是否存在条带、斑点等辐射不均匀现象。4.2.1辐射质量检查4.2.2几何质量检查地理位置精度检查评估影像的地理定位精度，包括经纬度、高程等信息的准确性。几何畸变检查检查影像是否存在几何畸变，如透视收缩、叠掩、拉伸等。分辨率与清晰度检查评估影像的分辨率和清晰度，检查是否存在模糊、重影等现象。时序稳定性检查分析时间序列影像的稳定性，检查是否存在明显的亮度、色彩等变化。时序配准精度检查评估时间序列影像之间的配准精度，检查是否存在错位、偏移等现象。时间序列完整性检查评估时间序列影像的完整性，检查是否存在缺失、损坏等现象。4.2.3时序一致性检查评估影像的云量覆盖情况，检查云量是否符合数据使用要求。云量覆盖检查检查影像是否存在阴影遮挡现象，评估阴影对目标识别和信息提取的影响。阴影遮挡检查评估影像的噪声水平和伪影情况，检查是否存在明显的噪声干扰和伪影现象。噪声与伪影检查4.2.4附加质量检查074.3检查方式灵活性目视检查不受自动化算法限制，可根据实际需求灵活调整检查重点。经验性检查人员需具备一定的遥感影像解译经验，以便准确识别潜在问题。直观性通过直接观察卫星影像，检查其清晰度、色彩、纹理等特征，判断数据质量。目视检查高效性利用计算机算法对卫星影像进行批量处理，快速发现数据异常。客观性自动化检查基于预设的算法和阈值，避免了人为因素对数据质量评价的影响。可重复性自动化检查过程可重复执行，确保数据质量评价的稳定性。自动化检查交互式检查结合了目视检查和自动化检查的优势，既保证了检查效率，又提高了准确性。结合性交互式检查允许检查人员根据实际需求调整算法参数和阈值，以适应不同类型的数据和场景。灵活性交互式检查过程中，检查人员可根据算法结果对卫星影像进行进一步分析和处理，提高数据质量评价的可靠性。反馈性交互式检查084.4质量等级01020304完整性检查数据是否完整，无缺失或损坏。一致性检查数据在不同时间、空间和光谱维度上的一致性。准确性检查数据与实际地物或现象的符合程度。可读性检查数据格式、编码等是否符合规范，易于读取和处理。质量等级划分标准目视解译定量指标专家打分自动化检测质量等级评定方法01020304通过人眼观察影像，判断其质量等级。利用统计分析和数学模型，计算影像的定量指标，如信噪比、分辨率等。请领域专家对影像进行打分，综合多个专家的意见得出质量等级。利用计算机视觉和机器学习等技术，自动检测影像中的质量问题并评定等级。数据筛选根据质量等级筛选优质数据，用于后续的分析和处理。数据融合将不同质量等级的数据进行融合，提高整体数据的质量和可用性。质量控制通过监测数据的质量等级，及时发现并处理质量问题，保证数据的准确性和可靠性。决策支持为决策者提供数据质量信息，帮助决策者做出更明智的决策。质量等级的应用094.5检查结果记录

记录内容数据质量检查与评价结果包括各项指标的检查结果、评价等级和存在的问题等。检查过程记录详细记录数据质量检查与评价的全过程，包括检查时间、检查人员、检查方法、检查工具等。异常情况处理记录如在检查过程中发现数据异常或质量问题，应详细记录处理过程和处理结果。文本记录通过绘制图表来直观地展示数据质量检查与评价的结果，如绘制质量指标柱状图、折线图等。图表记录数据库记录将检查结果和评价结果存储到数据库中，方便后续查询、统计和分析。将检查结果以文本形式详细记录下来，包括检查数据的质量情况、存在的问题、处理结果等。记录方式准确性记录内容应真实、准确，客观反映数据质量检查与评价的实际情况。完整性记录内容应全面、完整，涵盖数据质量检查与评价的全过程。及时性检查过程中应及时记录，确保记录内容与检查进度同步。规范性记录格式应规范、统一，方便后续整理、归档和查询。记录要求104.6质量问题处理包括亮度异常、条带噪声等，影响影像的辐射分辨率和色彩真实性。辐射质量问题几何质量问题时相质量问题如几何畸变、配准误差等，导致地物位置偏移，影响测量精度。同一地区不同时相影像之间存在色差、云量差异等，影响时序分析。030201质量问题分类通过目视解译、自动检测等方法识别出质量问题。问题识别确定问题出现的环节，如传感器、数据传输、处理等。问题定位针对不同类型的问题，采取相应的处理措施，如辐射校正、几何校正等。问题处理对处理后的影像进行质量评价，确保满足应用需求。质量评价质量问题处理流程采用滤波算法进行平滑处理，降低噪声对影像的影响。辐射条带噪声利用地面控制点进行几何校正，提高影像的几何精度。几何畸变采用多时相影像融合技术，去除云层遮挡，恢复地表信息。云层遮挡常见问题及处理方法定期对传感器进行校准，确保其性能稳定可靠。加强传感器校准与维护提高数据传输的稳定性和处理效率，减少质量问题的发生。优化数据传输与处理流程制定严格的质量管理标准和流程，确保影像数据的全程质量控制。建立完善的质量管理体系预防措施与建议115抽样检查程序确保每个影像数据被抽取的概率相等。简单随机抽样根据影像数据的不同特征进行分层，从各层中独立抽取样本。分层抽样按照某种确定的规则，从影像数据中抽取样本。系统抽样5.1抽样方法确定5.2抽样数量确定根据数据总量和检查精度要求，确定抽样数量。考虑抽样误差和置信水平，确保抽样结果具有代表性。01025.3抽样过程记录确保抽样过程的可追溯性和可重复性。详细记录抽样过程，包括抽样方法、抽样数量、抽样时间等信息。对抽样结果进行统计分析，计算合格率、不合格率等指标。根据抽样结果，评估影像数据整体质量水平。5.4抽样结果分析125.1组成批成果成果应包括数据质量检查报告、数据质量评价报告和相关附件。报告应内容完整、表述准确、结论明确。附件应包括必要的图表、影像资料等。5.1.1总体要求报告应包括检查工作的基本情况、检查方法、检查内容及结果等。应详细记录数据质量问题的类型、性质、位置和严重程度。应对检查过程中发现的问题进行归纳和分析，提出改进建议。5.1.2数据质量检查报告03应对评价过程中发现的问题进行分析，提出改进建议。01报告应包括评价工作的基本情况、评价方法、评价内容及结果等。02应根据评价标准对数据质量进行综合评价，给出明确的评价结论。5.1.3数据质量评价报告123附件应包括必要的图表、影像资料等，以直观展示数据质量问题和评价结果。附件应清晰、准确地反映检查与评价工作的实际情况。附件的整理和归档应符合相关规定和要求。5.1.4相关附件135.2单位成果确定质量检查报告对卫星影像数据进行质量检查，生成详细的质量检查报告，包括数据完整性、准确性、一致性等方面的评价。卫星影像数据包括多时相、多光谱、高分辨率等类型的卫星影像数据。元数据文件记录卫星影像数据的获取时间、传感器类型、处理过程等关键信息，用于数据追溯和后续处理。成果内容构成数据完整性01确保卫星影像数据在获取、传输、处理过程中不发生丢失或损坏。数据准确性02卫星影像数据应真实反映地表情况，几何校正和辐射校正等处理过程应准确无误。数据一致性03不同时相、不同来源的卫星影像数据应保持一致性，便于后续分析和应用。成果质量要求ABCD成果应用方向土地利用监测利用卫星影像数据监测土地利用类型和变化情况，为土地资源管理和规划提供数据支持。灾害监测与评估利用卫星影像数据快速获取灾害信息，评估灾害损失和制定救援方案。生态环境评估通过卫星影像数据分析生态环境状况，评估生态保护和恢复效果。城市规划与管理将卫星影像数据与城市规划和管理相结合，提高城市规划和管理的科学性和效率。145.3确定样本量样本量的定义与重要性样本量是指在质量检查过程中，从总体数据中随机抽取用于检查的一部分数据的数量。样本量的大小直接影响到质量检查结果的可靠性和准确性。样本量过小可能导致检查结果的偶然性增大，而样本量过大则会增加检查工作的成本和时间。代表性原则样本应能充分代表总体数据的特征和分布情况，以确保检查结果的可靠性。经济性原则在满足代表性原则的前提下，应尽量减小样本量，以降低检查工作的成本和时间。可行性原则样本量的确定应考虑到实际操作的可行性，包括数据来源、检查方法等因素。确定样本量的原则简单随机抽样法根据总体数据量的大小，按照一定比例随机抽取样本。分层抽样法将总体数据按照某种特征或属性分层，然后从每一层中随机抽取一定数量的样本。系统抽样法按照某种确定的规则，从总体数据中系统地抽取样本。例如，每隔一定数量的数据抽取一个样本。确定样本量的方法样本量与检查精度之间存在正相关关系，即样本量越大，检查精度越高。在实际操作中，应根据具体需求和资源情况，权衡样本量与检查精度之间的关系，以确定合适的样本量。样本量与检查精度的关系155.4检查工作程序及内容收集相关资料收集与本次检查相关的卫星影像数据资料，包括卫星参数、成像时间、覆盖范围等信息，以及相关的质量检查标准和规范。制定检查计划根据检查目的和任务，制定合理的检查计划，包括检查的时间、地点、人员分工等方面的安排。明确检查目的和任务根据项目的实际需求，明确本次时序卫星影像数据质量检查的目的和任务，如数据完整性、准确性、一致性等方面的检查。5.4.1检查前准备工作质量检查根据制定的检查计划和相关标准规范，对预处理后的卫星影像数据进行质量检查，包括目视检查和定量检查等。问题记录与反馈对检查过程中发现的问题进行详细记录，并及时反馈给相关责任人或部门进行整改和处理。数据预处理对收集到的卫星影像数据进行预处理，如格式转换、辐射定标、几何校正等，以便于后续的质量检查。5.4.2检查过程实施5.4.3检查结果分析与评价根据检查结果和分析评价，编写详细的质量检查报告，包括检查目的、任务、过程、结果及建议等方面的内容。编写检查报告对检查得到的数据进行分析，如统计错误率、计算精度指标等，以便于对卫星影像数据的质量进行客观评价。数据分析根据数据分析结果和相关标准规范，对本次时序卫星影像数据的质量进行评价，确定其是否满足项目需求和使用要求。质量评价166质量元素与评价指标影像完整性指影像数据的完整程度，包括影像覆盖范围、像元数量等。色彩真实性指影像色彩与实际地物颜色的符合程度，是评价影像真实性的重要指标。影像清晰度反映影像的清晰和可辨识度，与影像分辨率、对比度等因素有关。几何精度描述影像的几何变形程度，包括位置精度、形状精度等。6.1质量元素完整性指标通过计算缺失像元比例、云覆盖比例等，评价影像的完整性。清晰度指标利用空间分辨率和辐射分辨率等指标，评估影像的清晰度。色彩真实性指标通过比较影像色彩与标准色彩或实地调查色彩，计算色彩偏差程度。几何精度指标采用地理配准精度、平面位置精度等指标，衡量影像的几何精度。6.2评价指标176.1质量元素描述卫星传感器测量地球表面辐射能量的准确性。绝对辐射精度描述同一传感器在不同时间或不同传感器在同一时间获取影像的辐射一致性。相对辐射精度指传感器能够区分的最小辐射差异，决定了影像的细节表现能力。辐射分辨率6.1.1辐射质量元素描述卫星影像中地物地理位置的准确性。地理位置精度指影像中可分辨的最小地面距离或线宽，决定了影像的清晰度。几何分辨率由于传感器和地球曲率等因素引起的影像变形，需要进行几何校正。几何畸变6.1.2几何质量元素时间同步精度描述卫星传感器之间或传感器与地面站之间时间同步的准确性。时序一致性描述长时间序列影像在辐射、几何和时间等方面的稳定性。影像获取时间间隔指同一地区相邻两次影像获取的时间间隔，影响时序分析的准确性。6.1.3时间质量元素数据完整性指卫星影像数据在获取、传输和处理过程中是否发生丢失或损坏。附加信息完整性指与卫星影像相关的元数据、轨道参数等附加信息是否完整。影像覆盖完整性描述影像对目标区域的覆盖程度，是否存在云遮挡、阴影等影响完整性的因素。6.1.4完整性质量元素186.2质量评价指标指影像中能够分辨的最小地物尺寸，通常用于衡量影像的详细程度。分辨率反映影像边缘的清晰程度，高锐度的影像边缘更加分明。锐度影像清晰度VS指影像中地物颜色的真实程度，与地物实际颜色越接近，色彩准确性越高。色彩均匀性反映影像中各地物颜色的分布是否均匀，避免出现明显的色彩偏差。色彩准确性色彩真实性指影像中地物的地理位置与实际地理位置的符合程度。由于卫星姿态、地球曲率等因素引起的影像几何形状的变化，需要进行几何校正以消除畸变。地理位置准确性几何畸变几何精度辐射分辨率指影像中能够分辨的最小辐射亮度差异，用于衡量影像的辐射信息丰富程度。辐射定标精度反映影像辐射亮度值与实际地物辐射亮度之间的符合程度，是辐射质量评价的重要指标。辐射质量197质量评定可视化检查通过目视解译的方式，检查影像是否存在云、雪、阴影等遮挡，以及是否存在条带、坏线等质量问题。综合评定根据以上检查结果，对卫星影像数据进行综合质量评定。定量指标计算计算影像的信噪比、动态范围、辐射分辨率等定量指标，以评估影像的质量。数据完整性检查检查卫星影像数据是否完整，包括影像文件、元数据文件等是否齐全。评定流程完整性标准数据文件应完整无缺失，元数据信息应准确完整。定量指标标准信噪比应达到一定水平，动态范围和辐射分辨率应符合应用需求。可视化标准影像应清晰无遮挡，色彩应真实自然，无明显偏色或失真。综合评定标准综合考虑以上各项标准，对卫星影像数据进行整体质量评定。评定标准合格评定结果卫星影像数据满足质量要求，可以应用于后续的分析和处理。不合格卫星影像数据存在质量问题，需要进行修复或重新采集。对于某些难以判断的质量问题，可以暂定为待定，待进一步分析和确认后再进行评定。待定207.1单位成果质量评定根据任务书、合同或相关规范，明确单位成果的质量要求和评定指标。确定评定标准和指标收集数据质量检查质量评定收集与单位成果相关的时序卫星影像数据、处理过程记录、质量检查记录等。对收集的数据进行全面检查，包括数据的完整性、准确性、一致性等。根据评定标准和指标，对单位成果的质量进行客观、公正的评定。评定流程成果完整性数据准确性时序一致性附加质量要求评定内容检查单位成果是否包含所有要求的数据、文档和资料。检查时序卫星影像数据在时间序列上的一致性和连续性。检查数据的精度、分辨率、辐射定标等是否符合要求。根据具体任务或项目需求，检查单位成果是否满足其他特定的质量要求。利用统计分析和数学模型，对数据的质量进行定量评定。定量评定将单位成果与类似项目或历史数据进行比较，评估其质量和水平。比较评定评定方法通过目视观察影像数据，检查数据的完整性、清晰度和可解译性。目视检查邀请相关领域的专家对单位成果进行质量评定，提出意见和建议。专家评定合格单位成果的质量符合评定标准和指标要求，可以提交给用户或进行下一阶段的工作。不合格单位成果的质量不符合评定标准和指标要求，需要进行修改、完善或重新处理。优秀单位成果的质量不仅符合评定标准和指标要求，而且在某些方面表现出色，达到了较高的水平。评定结果030201217.2批成果评定评定流程确定评定目标和标准收集和分析数据初步评定审核和确认明确批成果评定的目的和依据，确保评定工作的规范性和公正性。对时序卫星影像数据进行全面收集，包括影像质量、覆盖范围、分辨率等方面的信息，并进行详细分析。基于收集的数据和分析结果，对批成果进行初步评定，确定其是否符合预期的质量要求。由专家或相关部门对初步评定结果进行审核和确认，确保评定结果的准确性和权威性。ABCD影像质量包括影像的清晰度、色彩还原度、对比度等方面的要求，确保影像能够真实反映地物信息。时序一致性对不同时间点的卫星影像数据进行比对和分析，确保其时序一致性，以便进行后续的应用和研究。附加信息对影像数据的附加信息进行检查，如拍摄时间、地点、传感器类型等，确保这些信息的准确性和完整性。数据完整性检查数据是否完整，是否存在缺失或损坏的情况，确保数据的可用性和准确性。评定标准合格批成果对于符合评定标准的批成果，予以通过，并进行归档