CHT 3019-2018 1:25000 1:50000光学遥感测绘卫星影像产品生产技术规范.pdf
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1、ICS 07.040 A 77 备案号:61431-2018中华人民共和国测绘行业标准CH/T 3019-2018 1 : 25 000 1: 50 000光学遥感测绘卫星影像产品生产技术规范Technical specification for producing 1 : 25 000 1 : 50 000 imagery products of optical remote sensing satell ite for surveyingand mapping 2018-01-16发布2018-04-01实施国家测绘地理信息局发布CH/T 3019-2018 目次前言EI 范围2 规范性引
2、用文件13 术语及定义14 总则.2 5 辐射校正影像产品CRC)6 6 传感器校正影像产品CSC)87 系统几何纠正影像产品CGEC)11 8 几何精纠正影像产品(EGEC)139 正射纠正影像产品CGTC)1510 成果整理四I 目U昌本标准的起草规则依据GB/T1. 1-2009。本标准由国家测绘地理信息局提出并归口。本标准起草单位:国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心、武汉大学、国家测绘地理信息局测绘标准化研究所、北京吉威数源信息技术有限公司。本标准主要起草人:王霞、唐新明、曹宁、周平、张过、郭莉、马聪丽、赵世湖、李鸿洲、杜健、程立君。H 1 : 25 000 1: 50 000光学遥感
3、测绘卫星影像产品生产技术规范1 范围本标准规定了1: 25 000、1: 50 000光学遥感测绘卫星影像产品的分级及各级产品生产的技术要求、作业流程等。本标准适用于1: 25 000、1: 50 000光学遥感测绘卫星影像产品的作业生产及质量控制。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 12341-2008 1: 25 000 1: 50 000 1: 100 000地形图航空摄影测量外业规范GB/T 14950一2009摄影测量与遥感术语GB/T
4、17798 地理空间数据交换格式GB/T 23236一2009数字航空摄影测量空中三角测量规范CH/T 1004 测绘技术设计规定CH/T 1015. 1-2007基础地理信息数字产品1: 10 000 1: 50 000生产技术规程第1部分:数字线划图(DLG)CH/T 1015.2-2007基础地理信息数字产品1: 10 000 1: 50 000生产技术规程第2部分:数字高程模型(DEM)CH/T 1015.3-2007基础地理信息数字产品1: 10 000 1: 50 000生产技术规程第3部分:数字正射影像图(DOM)CH/T 3013-2014数字表面模型航天摄影测量生产技术规范C
5、H/T 9023一2014基础地理信息数字成果1: 25 000 1: 50 000 1: 100 000数字表面模型3 术语及定义3.1 3.2 下列术语和定义适用于本文件。光学遥感测绘卫星optical remote sensing satellite for surveying and mapping 具有平面或立体测图能力的光学遥感卫星。辐射校正radiometric correction 对由于外界因素,数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正。CH/T 3019一20183.3 3.4 3.5 3.6 3.7 GB/T 14950-2009,定义5.195J
6、相机积分级数camera integral grade 相机成像过程中所采用光敏器件的层级数量,用于实现多级光敏器件对同一目标进行多次积分成像。相机增益camera gain 相机成像过程中光信号与电信号转换的放大倍数。时间延迟积分time delay integration; TDI 通过控制多个电荷搞合元件(CCD)感光像元光电积分时间增加同一目标的成像信号的技术。电荷辑合元件charge coupled device; CCD 将光学信号转化为电信号的一种半导体器件。严密成像几何模型rigorous imaging geometric model 严密描述遥感成像的整个物理过程中,地面点
7、从地面坐标系开始,通过卫星平台和传感器坐标系,一直传递到影像坐标系的空间三维线性变换关系,以及顾及由传感器内部畸变、外方位元素变化、地球旋转及大气折射等因素引起影像几何变形的纠正关系的成像几何模型。3.8 有理函数模型rational function model; RFM 采用有理函数将地面点大地坐标与其对应的像点坐标用比值多项式关联起来的一种广义成像几何模型。3.9 核线影像epipolar ray image 从原始图像沿核线重采样得到的没有上下视差的影像。GB/T 14950一2009,定义5.52J 4 总则4.1 产品分级光学遥感测绘卫星影像产品根据处理级别和地理定位精度,分为辐射
8、校正影像产品、传感器校正2 CH/T 3019-2018 影像产品、系统几何纠正影像产品、几何精纠正影像产品和正射纠正影像产品。可采用标准景和超景两种存储模式。各级光学遥感测绘卫星影像产品描述见表10表1各级光学遥感测绘卫星影像产晶描述产品名称产品代号描述辐射校正影像产品(radiativecorrected image product,RC)是指对卫星上下传的影像数据进行辐射校正处理后形成的产品。辐射校正主要包括消除CCD探元响应不一致造成的辐辐射校正RC 射差异,消除CCD片间色差,去除坏死像元,消除不同器件间的灰度不一致,并校正拼接区影像产品辐射亮度等。该产品保留相机原始成像的几何特征,
9、附带绝对辐射定标系数和从星上下传的外方位元素测量数据、成像时间数据、卫星成像状态,以及相机内方位元素参数和载荷设备安装参数传感器校正影像产品(sensorcorrected image product,SC)是指在辐射校正影像基础上进传感器校正行传感器校正处理后形成的产品。传感器校正处理通过修正平台运动和扫描速率引起的SC 影像产品几何失真,消除探测器排列误差和光学系统畸变以便消除或减弱卫星成像过程中的各类畸变或系统性误差,并实现分片CCD影像无缝拼接,构建影像成像几何模型系统几何系统几何纠正影像产品(geocodedellipsoid corrected image product, GEC
10、)是指在传感器纠正影像GEC 校正影像产品的基础上,按照一定的地球投影和该成像区域的平均高程,以一定地面分辨产品率投影在地球椭球面上的影像产品。该产品通过与SC之间像素对应关系,可构建成像几何模型,用于摄影测量的立体处理几何精纠正影像产品(enhancedgeocoded ellipsoid corrected image product, EGEC)是指几何精纠正在传感器校正影像产品或系统几何纠正影像产品基础上,利用一定数量控制点消除或减弱EGEC 影像中存在的系统性误差,并按照指定的地球投影和该成像区域的平均高程,以一定地面影像产品分辨率投影在地球椭球面上的几何纠正影像产品。该产品通过与S
11、C或GEC之间像素对应关系,可构建成像几何模型,用于摄影测量的立体处理正射纠正影像产品(geocodedterrain corrected image product,GTC)是在传感器校正影像正射纠正产品、系统几何纠正影像产品或几何精纠正影像产品基础上,利用一定精度数字高程模型GTC 数据和一定数量控制点,消除或减弱影像中存在的系统性误差,改正地形起伏造成的影像影像产品像点位移,并按照指定的地图投影、以一定地面分辨率投影在指定的参考大地基准下的几何纠正影像产品4.2 鼓学基础4.2.1 坐标系采用2000国家大地坐标系。确有必要时,可采用依法批准的其他坐标系,如1984世界大地坐标系等。4.
12、2.2 系统几何纠正影像产品、几何精纠正影像产品和正射纠正影像产品的地图投影采用高斯-克吕格投影,按6。分带方式进行投影。确有必要时,可采用依法批准的其他投影方式或经纬度。4.2.3 高程系采用1985国家高程基准。确有必要时,可采用依法批准的其他高程基准,如1984世界大地坐标系椭球高程基准或与国家高程基准建立联系的独立高程系。4.3 产品关系光学遥感测绘卫星影像产品根据处理级别和生产流程可形成如图l所示的关系图。光学遥感测绘卫星影像各级产品不一定严格按照处理级别逐级生产,几4可精纠正影像产品的数据CH/T 3019-2018 源可以是传感器校正影像产品或者系统几何纠正影像产品,正射纠正影像
13、产品的数据源可以是传感器校正影像产品、系统几何纠正影像产品或几何精纠正影像产品。辐射校正处理传感器校正影像产品|系统几何纠正处理止一-一一-几何精纠正处理正射纠正处理固1光学遥感测绘卫星影像产晶关系4.4 产品构成及要求4.4. 1 产品构成光学遥感测绘卫星影像产品构成见表2。表2光学遥感测绘卫星影像产品构成文件构成文件产品名称必备文件可选文件影像文件、轨道测量数据文件、姿态测量数据辐射校正影像产品文件、成像时间数据文件、卫星状态记录文件、辐缩略图文件射模型参数文件、浏览图文件影像文件、RFM参数文件、空间范围文件、元严密成像几何模型参数文件、辐射传感器校正影像产品数据文件、浏览图文件模型参数
14、文件、缩略图文件、许可文件、说明文件系统几何纠正影像产品影像文件、空间范围文件、元数据文件、浏览图RFM参数文件、缩略图文件、许可文件文件、说明文件几何精纠正影像产品影像文件、空间范围文件、元数据文件、浏览图RFM参数文件、缩略图文件、许可文件文件、说明文件正射纠正影像产品影像文件、空间范围文件、元数据文件、浏览图缩略图文件、许可文件、说明文件文件4 CH/T 3019-2018 4.4.2 文件要求光学遥感测绘卫星影像产品构成文件可分为影像文件和辅助文件,其中辅助文件包括4.4.2 b) - 4.4.2 n),各文件内容要求如下:a) 影像文件:存储影像体数据。数据格式应满足GB/T1779
15、8的要求。b) 轨道测量数据文件:存储卫星成像时刻星上轨道测量设备生成的卫星轨道位置和速度等信息。采用美国信息交换标准代码(ASCII)的文本格式。c) 姿态测量数据文件:存储卫星成像时刻星上姿态测量设备生成的卫星姿态信息。采用ASCII编码文本格式。d) 成像时间数据文件:存储影像文件中每行影像的成像时刻信息。采用ASCII编码文本格式。e) 卫星状态记录文件:存储卫星成像时,卫星设备的各种状态信息,如积分时间、增益级数等。采用ASCII编码文本格式。f) 辐射模型参数文件:记录辐射处理过程中采用的辐射校正方法、绝对辐射定标系数等信息。采用可扩展标记语言(extensiblemarkup l
16、anguage, XML)描述的纯文本格式。g) 浏览图文件:存储针对产品影像降采样后生成的低分辨率快视图片,在保持产品影像原有宽高比前提下,快视图片宽度一般为1024个像素。推荐采用联合图像专家组(jointphoto-graphic experts group,PEG)文件格式。h) 缩略图文件:存储针对产品浏览图进行降采样生成的更低分辨率的快视图,在保持数据原有宽高比前提下,重采样图片宽度一般为256个像素。推荐采用JPEG文件格式。i) 严密成像几何模型参数文件z记录产品的严密成像几何模型参数信息。如果严密模型保密,可采用加密的自定义二进制格式;如果严密模型公开,采用ASCII编码文本
17、格式。j) RFM参数文件:存储基于产品严密成像几何模型生成的有理函数模型的参数。采用ASCII编码文本格式。k) 元数据文件:存储光学遥感测绘卫星影像产品的文件组成、基本信息、生产过程信息、数据质量元素、分发信息等。采用可扩展标记语言描述的纯文本格式。1) 空间范围文件:存储影像产品数据体有效区域地理范围的矢量线划图,以及一些重要的元数据信息项,数据格式应满足GB/T17798的要求。m)许可文件:记录数据的许可权限及版权等信息。采用ASCII编码文本格式。n) 说明文件:记录自叙信息。采用ASCII编码文本格式。4.5 几何精度4.5.1 各级光学遥感测绘卫星影像产品的平面位置中误差应符合
18、表3规定,最大允许平面位置误差为2倍平面位置中误差。立体模型空间前方交会的高程中误差应符合表4规定,最大允许前方交会高程中误差为2倍前方交会的高程中误差。表3光学遥感测绘卫星影像产晶平面位置中误差单位为米1 : 25 000比例尺平面1 : 50 000比例尺平面产品中误差中误差说明平地、丘陵地山地、高山地平地、丘陵地山地、高山地辐射校正影像产品5 CH/T 3019-2018 表3(续1 : 25 000比例尺平面1 : 50 000比例尺平面产品中误差中误差说明平地、丘陵地山地、高山地平地、丘陵地山地、高山地平面位置中误差指传感器校正50 75 100 150 产品附带成像几何模影像产品型
19、的平面定位中误差系统几何纠正若产品附带成像几影像产品50 75 100 150 何模型,中误差指成像几何模型的平面定位几何精纠正12.5 18. 75 25 37.5 中误差;否则指产品自影像产品身的平面定位中误差平面位置中误差指正射纠正12.5 18. 75 25 37.5 产品自身的平面定位影像产品中误差表4光学遥感测绘卫星影像产晶立体模型空间前方交会高程中误差单位为米1 : 25 000比例尺高程中误差1 : 50000比例尺高程中误差产品平地丘陵地山地高山地平地丘陵地山地高山地辐射校正影像产品传感器校正影像产品6 10 16 28 12 20 32 56 系统几何纠正影像产品6 10
20、16 28 12 20 32 56 几何精纠正影像产品1.5 2.5 4.0 7.0 3 5 8 14 正射纠正影像产品4.5.2 光学遥感测绘卫星影像地面像元分辨率应优于相应规定。1: 25 000比例尺全色影像地面像元分辨率应优于2.5m,多光谱影像的应优于10m; 1 : 50 000比例尺全色影像地面像元分辨率应优于5 rn,多光谱影像的应优于20rn。5 辐射校正影像产晶(RC)5.1 生产流程辐射校正影像产品生产作业流程见图2。图中虚框部分表示可选择的数据或作业内容。5.2 资料准备5.2.1 资料收集收集用于生产辐射校正影像产品的数据源,包括原始影像数据、影像辅助数据和辐射定标参
21、数。6 CH/T 3019-2018 固2辐射技正影像产品作业流程5.2.2 资料分析资料分析主要包括以下内容:a) 读取原始影像数据,分析其完整性。应包括卫星代号、载荷类型、谱段个数、谱段号、影像尺寸、每像元字节数、每像元字节存储顺序、相邻CCD重叠像元数等影像基本参数。b) 检查影像辅助数据是否完整,应附带相机成像参数,包括相机增益、相机积分级数等。c) 检查卫星辐射定标参数是否齐全、文件有无缺失。应包括相对辐射定标系数、绝对辐射定标系数、定标时间、对应卫星代号、载荷类型、谱段号等。5.3 相对辐射校正处理5.3.1 相对辐射校正精度应优于3%,即相对辐射校正后传感器探元灰度响应度的标准差
22、应小于3%。5.3.2 相对辐射校正可采用基于一次线性变换模型的校正方法。相对辐射校正模型系数可采用实验室相对辐射定标系数、在轨相对辐射定标系数,以及基于统计的相对辐射定标系数。5.3.3 相对辐射校正的处理过程如下:a) 读取相机各CCD探元或探元组的相对定标系数,包括增益系数与偏置量系数;b) 采用相对定标系数,对各CCD探元或探元组的影像原始灰度值进行线性变换,计算相对辐射校正后的灰度值;c) 生成相对辐射校正处理后的影像。5.3.4 检查相对辐射校正后的影像是否存在CCD片间灰度差异、多光谱片间色差,检查辐射校正精度是否满足要求等。5.4 绝对辐射校正处理5.4.1 绝对辐射校正精度应
23、优于7%,即绝对辐射校正后传感器反演地物辐射亮度值与地物实际辐射亮度的偏差应小于7%。5.4.2 绝对辐射校正可采用基于一次线性变换模型的校正方法。绝对辐射校正模型系数可采用基于实验室的绝对定标参数或基于在轨测量的绝对定标参数。5.4.3 绝对辐射校正处理过程如下:a) 获取卫星成像状态下各相机的参数文件,包括相机的积分级数及增益;7 CH/T 3019-2018 b) 读取与卫星成像状态相匹配的绝对定标系数;c) 采用绝对定标系数,计算各CCD探元或探元组的辐射亮度值;d) 生成绝对辐射校正处理后的影像。5.4.4 检查绝对辐射校正后影像是否存在辐射亮度异常,检查辐射校正精度是否满足要求等。
24、5.5 辅助文件生产5.5.1 辐射校正影像产品辅助文件构成及要求见4.4。5.5.2 必备文件生产包括以下内容:a) 由星上直接下传或经处理后得到轨道测量数据文件。b) 由星上直接下传或经处理后得到姿态测量数据文件。c) 由星上直接下传或经处理后得到成像时间数据文件。d) 由星上直接下传或经处理后得到卫星状态记录文件。e) 在辐射校正影像产品生产过程中获得由相对、绝对辐射校正系数等组成的辐射模型参数文件。f) 对全色影像产品进行降位、降采样处理,生成全色影像产品浏览图文件。对多光谱数据选取红、绿、蓝三个波段分波段降位、降采样处理,生产出多光谱影像产品的浏览图,全色影像产品浏览图文件按8bit
25、,多光谱按24bit的JPEG格式进行存储。5.5.3 可选文件生产中,对浏览图文件进一步降采样处理生成产品缩略图文件。缩略图文件的生产与浏览图文件操作相似。5.5.4 检查相关辅助文件种类、数量、内容是否符合产品要求。6 传感器校正影像产品(SC)6. 1 生产流程传感器校正影像产品生产作业流程见图3。图中虚框部分表示可选择的数据或作业内容。否否8 L立体影像对,-Z-, l核线影像产品制作;41L. _ _ -_1_ -_A 否审l二FF拦二J:是_ _t_ _ _ _ J传感器校正, E L J-m搜走且,j 圄3传感器校正影像产品作业流程CH/T 3019-2018 6.2 资料准备6
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