ICS 07.060 A 47 DB63 青 海 省 地 方 标 准 DB 63/T 1680—2018 高原湖泊、水库水体面积遥感监测规范 2018 - 07 - 16 发布 青海省质量技术监督局 2018 - 09 - 25 实施 发 布 DB63/T 1680—2018 目 次 前言 ................................................................................ II 1 范围 .............................................................................. 1 2 术语和定义 ........................................................................ 1 3 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6 附录 C（资料性附录） EOS/MODIS（中分辨率成像光谱仪）通道参数 ......................... 7 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） LANDSAT TM/ETM+光谱成像仪通道参数 ............................. 10 附录 F（资料性附录） LANDSAT 8/OLI 光谱成像仪通道参数 .............................. 11 附录 G HJ-1A/B CCD 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 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 MODIS Terra/Aqua 或 FY3 MERSI 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 ............................................................................ 20 I DB63/ TXXXX—2018 前 言 本标准按照 GB/T 1.1—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。 II DB63/T 1680—2018 高原湖泊、水库水体面积遥感监测规范 1 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。 本标准适用于气象、环保、水利等部门开展高原湖泊、水库水体面积的遥感监测、科研及水患灾害 应急服务等相关工作。 2 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 覆盖在青藏高原区域相对地势低洼、水流缓慢的储水地，地质构造多为构造湖；或在高原山沟或河 流的峡口处建造拦河坝形成的人工湖。 2.2 地球观测卫星 一种沿着南北方向圆形轨道运行的环境遥感卫星。其主要目标是实现对太阳辐射、大气、海洋和陆 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 彩色增强的处理方法之一。将多光谱黑白图像变为彩色图像的处理技术。合成的图像色彩与实际景 物色彩一致或近似一致。 2.5 假彩色合成 彩色增强的处理方法之一。将多谱段黑白图像变为彩色图像的处理技术。合成的图像色彩不同于原 景物色彩。 2.6 1 DB63/ TXXXX—2018 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36000 km左右，绕地球一周需要24小时，轨道平面与赤道平面重合、卫星的轨道周期 正好等于地球自转周期（23小时56分04秒），且卫星公转方向与地球自转方向相同，相对于地球好像固 定在天空某一点不动。 2.8 极轨卫星 卫星轨道高度为800 km～1600 km左右，南北向绕地球运转，对东西宽约2800 km的带状区域进行观 测。与太阳同步，每天在固定的时间（地方时）经过每个地点的上空，使资料获得时间具有相同的照明 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 用于勘测和研究地球自然资源的卫星。它能“看透”地层，发现人们肉眼看不到的地下宝藏、历史 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。 3 水体面积监测技术 3.1 监测手段 利用静止卫星、极轨卫星、资源卫星遥感资料对高原湖泊、水库进行动态监测（常用静止卫星、极 轨卫星和资源卫星见附录A）。 3.2 监测条件 具备卫星数据处理、湖泊、水库范围监测并准确提取水体面积的技术能力和设备条件，包括相关遥 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。 3.3 3.3.1 监测方法 静止卫星 2 监测面积大于500 km 的湖泊、水库，采用经验阈值法提取，主要采用日本葵花8卫星（ Himawari-8） 提取，尽可能采用晴空数据,空间分辨率为500 m（相关参数见附录B），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。 3.3.2 极轨卫星 2 3.3.2.1 监测面积大于 100 km 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 数据,空间分辨率为 250 m（极轨卫星相关参数见附录 C 和附录 D）。 2 DB63/T 1680—2018 3.3.2.2 应用中分辨率成像光谱仪（MODIS-Terra/Aqua 或 FY3-MERSI）监测湖泊、水库水体面积，采 用经验阈值法或植被指数法。其中经验阈值法模型见公式（1），植被指数≤0 像元判为水体(见附录 I)。 ( B 2  B1)  0 & B 2  0.12 ................................ (1) 式中： B1、B2分别是MODIS Terra/Aqua卫星的第1、2通道的地表反射率。 3.3.3 资源卫星 2 主要用来监测面积小于或等于100 km ，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）。 3.3.3.1 美国陆地卫星（LANDSAT TM/ETM+、LANDSAT8 OLI） 使用LANDSAT TM/ETM、LANDSAT 8资料湖泊、水库水体面积，应用水体指数（y）和B4通道进行提取。 y  0 & B 4  0.05 .................................... (2) 式中： y表示归一化水体指数（见附录H.2）,B4表示LANDSAT TM/ETM+、Landsat8 OLI的第4通道的地表反 射率。 3.3.3.2 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。 B 4 / B 2  0.9 & B 4  0.05 ................................ (3) 式中： 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。 3.3.3.3 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。 B 4 / B 2  1 & B 4  0.03 ................................. (4) 式中： 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。 3.4 水体面积计算方法 湖泊、水库的水体二值图数据中所有水体像元总数和单个像元面积的乘积，即为湖泊、水库的水体 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。 S  P  R ....................................... (5) 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。 2 像元分辨率为16 m 时， R=0.000256 km ； 2 像元分辨率为30 m 时， R=0.0009 km ； 2 像元分辨率为250 m 时，R =0.0625 km ； 3 DB63/ TXXXX—2018 2 像元分辨率为500 m 时，R =0.25 km ； 2 像元分辨率为1000 m 时，R =1 km 。 3.5 监测流程 静止卫星（葵花8）、极轨卫星（MODIS TERRA/Aqua、FY3 MERSI），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。 ——资料预处理。在遥感