《中国遥感卫星辐射校正场外场试验要求+通则GBT+43238-2023》详细解读

《中国遥感卫星辐射校正场外场试验要求通则GB/T43238-2023》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4试验原则5试验场地要求6试验准备7试验条件contents目录8测量要素9数据测量要求10数据处理与归档附录A(资料性)常见辐射传输模型附录B(资料性)不确定度分析参考文献011范围01021.1适用对象适用于光学遥感、微波遥感等不同遥感类型的卫星。本标准适用于中国遥感卫星辐射校正场外场试验。1.2试验内容包括辐射定标、光谱定标、空间分辨率测试等。涵盖卫星传感器在轨性能评估、数据产品验证等方面。试验场地应具有代表性，能够反映不同地表类型和地貌特征。场地应具有良好的大气环境，避免受到严重污染和气象条件的影响。场地应配备必要的设施和设备，以保障试验的顺利进行。1.3场地要求022规范性引用文件本标准所引用的规范性文件，包括与遥感卫星辐射校正场外场试验相关的国家法律法规、政策文件、技术标准等。引用文件应确保有效性、适用性和最新性，以保证本标准的实施效果。2.1文件范围包括国家颁布的与遥感卫星辐射校正场外场试验相关的法律法规，如《中华人民共和国航天法》等。法律法规类包括国家及地方政府发布的与遥感卫星辐射校正场外场试验相关的政策文件，如发展规划、实施方案等。政策文件类包括与遥感卫星辐射校正场外场试验相关的技术标准、规范、规程等，如《遥感卫星辐射校正技术要求》等。技术标准类2.2文件种类在标准文本中直接引用规范性文件的条款内容，应注明文件名称、条款号和（或）内容。在标准文本中引用其他标准或文件中的术语、定义、试验方法等，应注明所引用标准的名称和编号。直接引用间接引用2.3文件引用方式033术语和定义定义遥感卫星辐射校正场是指用于对遥感卫星载荷进行在轨辐射定标和性能评估的地面试验场地。作用遥感卫星辐射校正场是遥感卫星数据定量应用的重要基础设施，其建设和运行管理对于提高遥感卫星数据质量和应用水平具有重要意义。3.1遥感卫星辐射校正场外场试验是指在遥感卫星辐射校正场内进行的，针对遥感卫星载荷进行的在轨辐射定标和性能评估试验。定义外场试验的目的是为了获取遥感卫星载荷在轨运行期间的辐射定标系数和性能参数，为遥感卫星数据的定量应用提供支撑。目的3.2外场试验试验场地应选择在地理位置适中、交通便利、气候适宜、地质条件稳定的地区。地理位置试验场地应具有均匀且稳定的地表反射特性，地表覆盖类型应单一且均匀，避免存在大面积阴影和水体等干扰因素。地表特性试验场地应配备完善的试验设施和设备，包括辐射定标设备、光谱测量设备、气象观测设备等，以满足外场试验的需求。设施配备3.3试验场地要求在进行外场试验前，应对试验场地进行详细的勘察和评估，制定详细的试验计划和方案，并做好充分的试验准备工作。试验准备外场试验应在无云或少云、风力较小、气温适宜的气象条件下进行，以确保试验数据的准确性和可靠性。同时，应避免其他干扰因素对试验结果的影响。试验条件3.4试验准备与试验条件044试验原则试验设计应基于遥感物理原理，确保试验结果的准确性和可靠性。选择具有代表性的试验场地和试验目标，以反映不同地表类型和遥感应用场景。4.1科学性原则试验应遵循统一的标准和规范，确保试验过程和结果的可比性和一致性。测量设备和方法应符合国家相关标准和规范，确保测量数据的准确性和可靠性。4.2规范性原则4.3安全性原则试验过程中应确保人员和设备的安全，采取必要的安全措施和应急预案。对于可能存在风险的试验环节，应进行充分的风险评估，并制定相应的风险控制措施。试验设计应考虑到实际操作的可行性，避免过于复杂或难以实现的试验方案。对于试验过程中可能出现的问题和困难，应提前进行预估和准备，制定相应的解决方案和应对措施。4.4可操作性原则055试验场地要求试验场地应具有中国遥感卫星辐射校正场所需地物类型的代表性。代表性场地内地物应分布均匀，避免出现大面积的阴影或反光。均匀性场地内地物的光谱特性应具有长期稳定性，避免随时间发生显著变化。稳定性试验场地应便于人员和设备到达，并具备必要的交通和通讯条件。可达性5.1场地选择原则试验场地应处于相对稳定的气象环境中，避免极端天气对试验造成影响。气象条件场地地形应平坦开阔，避免出现明显的地形起伏和遮挡。地形条件场地土壤应具有代表性，且土壤特性应保持稳定。土壤条件如试验涉及植被，则植被类型、覆盖度等应具有代表性。植被条件5.2场地环境条件基础设施试验场地应具备必要的基础设施，如道路、供电、供水等。测量设备应配备满足试验要求的遥感测量设备和其他辅助设备。场地标识场地内应设置明显的标识牌和界标，便于识别和定位。5.3场地设施与设备场地管理应建立试验场地的管理制度，确保场地秩序和安全。场地维护定期对场地进行维护，保持场地内地物的稳定性和代表性。记录与监测对场地使用情况进行记录和监测，确保试验数据的可追溯性。5.4场地管理与维护066试验准备选择具有代表性的自然地表类型，如沙漠、戈壁、草原等，确保场地满足辐射校正需求。对试验场地进行详细勘察，了解场地地形、地貌、植被覆盖等情况，并绘制场地平面图。根据试验需求，对场地进行适当平整和处理，确保测量设备和人员安全。6.1试验场地选择与准备03对测量设备进行适当防护和保养，确保设备在恶劣环境下能够正常工作。01准备辐射测量设备，如光谱辐射计、积分球辐射源等，并进行设备校准和检验。02准备辅助测量设备，如GPS定位仪、气象观测仪等，确保测量数据的准确性和可靠性。6.2试验设备准备对试验人员进行相关培训，包括辐射测量原理、设备操作规范、数据处理方法等，确保试验的顺利进行。制定详细的试验计划和安全预案，确保试验过程的安全性和可控性。组织专业的试验团队，包括辐射测量专家、场地管理人员、数据处理人员等。6.3试验人员组织与培训077试验条件

7.1场地条件地理位置与气候环境试验场应位于遥感卫星可覆盖范围内，具备典型的气候环境特征，以满足不同气候条件下的辐射校正需求。地表特性试验场地表应具有均匀性、稳定性和代表性，确保在不同时间和观测角度下，地表反射率和辐射特性保持一致。场地设施试验场应具备完善的设施，包括测量设备、标定系统、数据传输与处理系统等，以确保试验的顺利进行。辐射测量仪器应选用高精度、高稳定性的辐射测量仪器，如光谱辐射计、积分球辐射源等，以满足辐射定标和校正的需求。辅助设备包括气象观测设备、地理位置测量设备、数据传输设备等，以提供试验所需的辅助信息和保障数据传输的稳定性。7.2仪器与设备条件7.3试验时间与周期试验时间选择根据遥感卫星的过境时间和地表反射率变化特征，选择合适的试验时间窗口，以确保获取有效的辐射校正数据。试验周期安排根据试验目的和实际需求，合理安排试验周期，包括预试验、正式试验和补充试验等阶段。人员安全制定完善的安全管理制度和操作规程，确保试验人员的安全。设备保障建立设备维护和保养制度，确保设备的正常运行和使用寿命。数据安全采取严格的数据加密和备份措施，确保试验数据的安全性和完整性。7.4安全与保障措施088测量要素将遥感器接收的辐射亮度或反射率转换为绝对辐射亮度或反射率，是遥感定量化的基础。确定遥感器各通道中心波长和带宽的过程，对于多光谱和高光谱遥感数据尤为重要。辐射定标光谱定标8.1辐射定标与光谱定标地物反射率测量测量地面目标在不同波长下的反射率，为遥感影像的解译和分类提供依据。地物辐射亮度测量测量地面目标在不同条件下的辐射亮度，用于遥感器的辐射定标和验证。8.2地物光谱测量测量大气对太阳辐射的透过率，用于校正大气对遥感影像的影响。大气透过率测量测量大气自身的辐射亮度，是遥感影像大气校正的重要参数。大气程辐射测量8.3大气参数测量测量太阳直接照射到地面的辐射亮度，用于计算地物的反射率和辐射亮度。测量太阳总辐射的亮度，包括直接辐射和散射辐射，用于评估遥感影像的整体光照条件。8.4太阳辐射测量太阳总辐射测量太阳直接辐射测量099数据测量要求高精度辐射计用于测量辐射亮度和辐照度，应定期校准以保证测量准确性。光谱仪用于获取地物光谱信息，应具备高分辨率和宽光谱范围。辅助设备如气象站、GPS定位仪等，以提供必要的环境参数和地理位置信息。9.1测量设备要求准备工作包括设备检查、校准、安装等，确保测量前设备状态良好。辐射亮度和辐照度测量使用高精度辐射计进行测量，注意避免阴影和反光的影响。地物光谱测量选择合适的时间和角度，对目标地物进行光谱测量，记录数据。数据记录与处理详细记录测量数据，包括设备参数、环境参数等，进行必要的数据处理和分析。9.2测量方法与步骤天气条件选择晴朗无云或少云的天气进行测量，避免阴影和光照不均的影响。地形地貌选择具有代表性的地形地貌进行测量，以反映不同地物的辐射特性。场地要求测量场地应平整、无遮挡物，避免对测量设备造成干扰或损坏。9.3测量环境与条件数据准确性评估通过对比不同设备、不同方法的测量结果，评估数据的准确性。数据一致性检验检查数据在时间序列和空间分布上的一致性，排除异常值。不确定性分析分析测量过程中可能存在的不确定性因素，如设备误差、环境变化等，对测量结果的影响进行量化评估。9.4数据质量控制与评估1010数据处理与归档确保接收的遥感卫星数据完整无误，格式正确。原始数据接收与检查辐射定标与几何校正图像配准与融合反射率与辐射亮度计算对数据进行辐射定标和几何校正，消除传感器误差和几何畸变。将多源、多时相的数据进行图像配准和融合，提高数据质量和信息量。根据地面同步测量数据，计算地物的反射率和辐射亮度。10.1数据处理流程03数据精度验证通过与其他可靠数据源进行对比，验证处理后的数据的精度和可靠性。01数据完整性检查确保处理后的数据无丢失、无损坏。02数据一致性检查确保处理后的数据在时空尺度上保持一致。10.2数据质量控制数据存储介质选择稳定、可靠的存储介质，如磁带、光盘、硬盘等。数据访问与安全建立数据访问控制机制，确保数据的安全性和保密性；同时提供便捷的数据访问方式，满足用户需求。数据备份与恢复建立数据备份机制，确保数据安全；制定数据恢复方案，应对数据丢失或损坏等突发情况。数据归档格式采用通用的数据格式和标准进行归档，便于长期保存和共享。10.3数据归档与管理11附录A(资料性)常见辐射传输模型MODTRAN模型MODTRAN是中等光谱分辨率大气透过率计算模型和计算机程序。它是LOWTRAN的改进型，可进行多次散射计算、非均匀路径计算，处理了临近效应。MODTRAN已成为大气辐射传输模型广泛使用的标准模型之一。6S模型6S模型是一个简单的大气校正模型，考虑了大气中气体的吸收和散射、气溶胶散射以及非均一地面和双向反射率的问题，能够模拟在0.25~4.0μm光谱范围内、任意大气条件下的辐射传输问题。FAST模型FAST模型是一个基于辐射传输方程的大气校正模型，适用于可见光至近红外波段的大气校正。它考虑了大气中分子的吸收和散射、气溶胶的散射以及地面的反射作用，能够模拟复杂的大气条件。大气辐射传输模型二流辐射传输模型二流辐射传输模型是地表辐射传输的简化模型，它将地表辐射分为向上和向下两个方向进行传输，并考虑了地表的反射、吸收和发射作用。该模型适用于地表温度较高、大气作用较弱的情况。多层辐射传输模型多层辐射传输模型考虑了地表的多层结构对辐射传输的影响，能够模拟地表不同层次之间的辐射交换过程。该模型适用于复杂地表条件的辐射传输模拟，如植被覆盖地区、雪地等。地表辐射传输模型12附录B(资料性)不确定度分析不确定度概念及重要性不确定度定义在遥感卫星辐射校正场外场试验中，不确定度指的是测量结果的可信程度或可靠范围，用于表征测量结果的分散性。不确定度重要性不确定度分析是评估遥感卫星辐射校正场外场试验数据质量的关键环节，对于确保试验结果的准确性和可靠性具有重要意义。包括传感器、光谱仪等测量设备的系统误差和随机误差。仪器误差如光照条件、大气状况、地表反射率等变化对测量结果的影响。环境因素试验过程中人员操作、数据处理等引入的误差。操作方法不确定度来源通过统计分析方法对测量结果进行评定，如贝塞尔公式法等。基于经验或其他可靠信息对测量结果进行评定，如专家评估法、历史数据对比法等。A类评定B类评定不确定度评定方法不确定度表示与报告不确