ICS07.040 A77 中华人民共和国国家标准 GB/T30115—2013 卫 星遥感影像植被指数产品规范 Specificationsforvegetationindexproductionfromsatelliteremotesensingimagery 2013-12-17发布 2014-07-15实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 引言 Ⅱ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 缩略语和符号 3 …………………………………………………………………………………………… 5 基本要求 3 ………………………………………………………………………………………………… 6 植被指数级别 3 …………………………………………………………………………………………… 7 植被指数计算 4 …………………………………………………………………………………………… 8 植被指数合成 7 …………………………………………………………………………………………… 附录A(规范性附录) 植被指数产品组成 11 ……………………………………………………………… 附录B(规范性附录) 植被指数质量标记文件 12 ………………………………………………………… 附录C(资料性附录) 常用植被指数 13 …………………………………………………………………… 附录D(规范性附录) 植被指数元数据文件数据项 15 …………………………………………………… 附录E(资料性附录) 常见BRDF模式 18 …………………………………………………………………GB/T30115—2013 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由全国遥感技术标准化技术委员会(SAC/TC327)提出并归口。 本标准起草单位:武汉大学、中国科学院遥感与数字地球研究所、国家卫星气象中心。 本标准主要起草人:巫兆聪、江万寿、仲波、陈星、张晔萍、杨健、张翔、颜源。 ⅠGB/T30115—2013 引 言 绿色植物叶子的细胞结构在红外波段有很强的反射特性,其叶绿素在可见光红光波段有强的吸收 特性,由卫星遥感数据红光波段和红外波段的反射率数据的线性或非线性组合可计算一系列指数,这些 指数包含了大量的植被信息,它们被统称为植被指数(无量纲)。植被指数是绿色植被的叶面积指数 (LAI)、植被覆盖密度、叶绿素含量、绿色生物量以及可吸收光合有效辐射(APAR)的综合体现,是反映 绿色植被相对丰度和活性的有效度量值。 陆地资源卫星搭载的遥感器大多会配置红光和红外波段,由这些卫星影像数据可大面积、持续地获 得地表的植被指数。在一定条件下,遥感获取的植被指数被认为是反映可见光、红外波段植被与土壤背 景之间差异的主要指标,可以用来定性或定量评价植被覆盖及其生长活力。定性方面,植被指数常被用 来增强分类与识别的能力。定量方面,由于植被指数与多种植被参数具有良好的相关性,可用来反演一 系列植被生物物理参量,例如叶面积指数、叶绿素含量、生物量、光合有效辐射吸收系数等,进而用于分 析植被生长过程,如净初级生产力和蒸散(蒸腾)等。 在实际应用中,不同的研究人员计算植被指数时可能采用不同的处理方法和流程,包括采用不同的 卫星反射率数据,不同的辐射校正、植被指数计算、植被指数合成和产品质量评价方法等。本标准主要 针对这些问题,对由光学卫星遥感影像数据计算陆地植被指数中产品级别、产品生产与合成、产品质量 评价等进行规范,以保证植被指数在遥感研究和应用中的一致性。 ⅡGB/T30115—2013 卫星遥感影像植被指数产品规范 1 范围 本标准规定了光学卫星遥感影像陆地植被指数产品的级别划分、生产流程和质量评价方法。 本标准适用于光学卫星遥感影像陆地植被指数产品的生产、质量评价和数据交换过程。 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/T13989 国家基本比例尺地形图分幅和编号 GB/T14950—2009 摄影测量与遥感术语 GB/T15968 遥感影像平面图制作规范 3 术语和定义 GB/T14950—2009界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 辐射通量 radiantflux 在单位时间内通过某一面积的辐射能。 3.2 辐射亮度 radiance 单位投影面积、单位立体角上的辐射通量。 3.3 表观辐亮度 apparentradiance 遥感器入瞳处观测到的辐射亮度。 3.4 数字灰度值 digitalnumber 由遥感器各波段获取的反射或辐射能量量化而成的灰度等级。 注:无量纲,取值范围随遥感器量化等级的不同而不同。 3.5 辐射校正 radiometriccorrection 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。 [GB/T14950—2009,定义5.195] 3.6 表观反射率 apparentreflectance 表观辐亮度与无大气水平场景绝对白体假设下遥感器应获得入瞳辐亮度之间的比值。 1GB/T30115—2013 3.7 辐射定标 radiometriccalibration 根据遥感器定标方程和定标系数,将其记录的量化数字灰度值转换成对应视场表观辐亮度的过程。 3.8 大气校正 atmosphericcorrection 消除或减弱遥感影像在获取时因大气传输中的吸收或散射作用引起的辐射畸变。 注:改写GB/T14950—2009,定义5.191。 3.9 地表反射率 surfacereflectance 地物表面反射能量与到达地物表面的入射能量的比值。 3.10 二向性反射率分布函数 bidirectionalreflectancedistributionfunction 描述物体表面微小面积元上特定方向反射光辐亮度与特定方向入射光辐照度比值的函数。 3.11 植被指数 vegetationindex 一种利用遥感影像不同谱段数据的线性或非线性组合而形成的能反映绿色植物的生长状况和分布 的特征指数。 注:改写GB/T14950—2009,定义5.201。 3.12 植被指数产品 vegetationindexproduct 由遥感影像数据生产的植被指数数据及其元数据文件、质量评价数据、像元可信度文件等一系列数 据产品的统称。 3.13 植被指数合成 vegetationindexcompositing 按照一定规则,从一段时间的多个植被指数数据中,选择或计算出一个植被指数的过程。 3.14 植被指数合成期 vegetationindexcompositingperiod 用于实施植被指数合成的时间段,多以日、周、旬、月计。 3.15 多日植被指数 multi-daycompositingvegetationindex 植被指数合成的结果,用来表征合成期内植被指数的平均状态。 3.16 植被指数合成方法 vegetationindexcompositingalgorithm 植被指数合成过程中,选择或计算多日植被指数的方法。 注:常见的植被指数合成方法有最大值合成、有限视角最大值合成、BRDF合成等。 3.17 植被指数级别 levelofvegetationindex 根据计算所采用的反射率数据对植被指数进行的划分。 注:包括大气层顶植被指数和大气层底植被指数。 2GB/T30115—2013 3.18 大气层顶植被指数 topofatmospherevegetationindex 利用大气层顶表观反射率计算得到的植被指数。 3.19 大气层底植被指数 bottomofatmospherevegetationindex 利用经过大气校正的地表反射率计算得到的植被指数。 4 缩略语和符号 4.1 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 BOA 大气层底(BottomofAtmosphere) BOAVI大气层底植被指数(BottomofAtmosphereVegetationIndex) BRDF二向性反射率分布函数(BidirectionalReflectanceDistributionFunction) CV-MVC有限视角最大值合成(ConstraintViewAngleMaximumValueCompositing) DN 数字灰度值(DigitalNumber) MVC 最大值合成(MaximumValueCompositing) TOA 大气层顶(TopofAtmosphere) TOAVI大气层顶植被指数(TopofAtmosphereVegetationIndex) VI 植被指数(VegetationIndex) 4.2 符号 下列符号适用于本文件。 ρBOA 地表反射率(SurfaceReflectance) ρTOA 表观反射率(ApparentReflectance) 5 基本要求 光学卫星遥感影像陆地植