书 书 书犐犆犛 ０７ ． ０４０ 犃 ７７ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ３８９３５ — ２０２０ 光学遥感器在轨成像辐射性能评价方法 　 可见光  短波红外 犗狀狅狉犫犻狋狉犪犱犻狅犿犲狋狉犻犮犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊犪狊狊犲狊狊犿犲狀狋犳狅狉狅狆狋犻犮犪犾犻犿犪犵犻狀犵狉犲犿狅狋犲狊犲狀狊狅狉 — 犞犐犛犛犠犐犚 ２０２０  ０７  ２１ 发布 ２０２１  ０２  ０１ 实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会 发布书 书 书目 　　 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… １ 　 范围 １ ……………………………………………………………………………………………………… ２ 　 规范性引用文件 １ ………………………………………………………………………………………… ３ 　 术语和定义 、 缩略语 １ ……………………………………………………………………………………… 　 ３．１ 　 术语和定义 １ ………………………………………………………………………………………… 　 ３．２ 　 缩略语 ２ ……………………………………………………………………………………………… ４ 　 评价对象和评价指标 ２ …………………………………………………………………………………… 　 ４．１ 　 评价对象 ２ …………………………………………………………………………………………… 　 ４．２ 　 评价指标 ２ …………………………………………………………………………………………… ５ 　 评价方法 ２ ………………………………………………………………………………………………… 　 ５．１ 　 信噪比 ２ ……………………………………………………………………………………………… 　 ５．２ 　 辐射分辨率 ３ ………………………………………………………………………………………… 　 ５．３ 　 动态范围 ４ …………………………………………………………………………………………… 　 ５．４ 　 非线性度 ７ …………………………………………………………………………………………… 　 ５．５ 　 盲元率 ７ ……………………………………………………………………………………………… 附录 Ａ （ 资料性附录 ） 　 信噪比规定化方法 １０ ……………………………………………………………… 附录 Ｂ （ 资料性附录 ） 　 高空间分辨率光学遥感器在轨动态范围 、 非线性度评价地面靶标布设需求 １１ … ………………………………………………………………………………………………………… 参考文献 １２ …………………………………………………………………………………………………… Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３８９３５ — ２０２０ 前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草 。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 。 本标准由中国科学院提出 。 本标准由全国遥感技术标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ３２７ ） 归口 。 本标准起草单位 ： 中国科学院光电研究院 、 中国资源卫星应用中心 、 国家卫星气象中心 、 北京空间机电研究所 、 中国科学院上海技术物理研究所 、 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 。 本标准主要起草人 ： 李传荣 、 李晓辉 、 王新鸿 、 高彩霞 、 唐伶俐 、 马灵玲 、 王宁 、 傅俏燕 、 方翔 、 伏瑞敏 、 马艳华 、 王钢 、 李伟 、 刘照言 、 赵永光 、 朱博 、 张静 、 朱家佳 、 刘耀开 、 钱永刚 、 邱实 、 周勇胜 、 朱小华 、 任璐 。 Ⅲ 犌犅 ／ 犜 ３８９３５ — ２０２０ 光学遥感器在轨成像辐射性能评价方法 　 可见光  短波红外 １ 　 范围 本标准规定了工作波长在可见光到短波红外范围 （ ３８０ｎｍ ～ ２５００ｎｍ ） 的星载成像光学遥感器的在轨成像辐射性能评价对象 、 评价指标和评价方法 。 本标准适用于搭载在卫星平台上 ， 采用线阵列探测器扫描成像的被动光学遥感器在轨运行过程中进行的辐射性能评价 。 其他类型星载被动光学遥感器的在轨外场辐射性能评价可参考使用 。 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 ／ Ｔ３３９８８ — ２０１７ 　 城镇地物可见光  短波红外光谱反射率测量 ＧＢ ／ Ｔ３６２９７ — ２０１８ 　 光学遥感载荷性能外场测试评价指标 ＧＢ ／ Ｔ３６５４０ — ２０１８ 　 水体可见光  短波红外光谱反射率测量 ３ 　 术语和定义 、 缩略语 ３ ． １ 　 术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ３６２９７ — ２０１８ 界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。 ３ ． １ ． １ 　 辐射性能 　 狉犪犱犻狅犿犲狋狉犻犮犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊 遥感器成像时获取与保持地物目标场景相对或绝对辐射能量分布的能力 。 ３ ． １ ． ２ 　 信噪比 　 狊犻犵狀犪犾狋狅狀狅犻狊犲狉犪狋犻狅 遥感器输出的有效信号功率与噪声功率之比 。 ３ ． １ ． ３ 　 辐射分辨率 　 狉犪犱犻狅犿犲狋狉犻犮狉犲狊狅犾狌狋犻狅狀 遥感器感测 （ 敏感 ） 元件在接收波谱辐射信号时能分辨的最小辐射度差 ， 或指对两个不同的辐射源的辐射量的分辨能力 。 ［ ＧＢ ／ Ｔ１４９５０ — ２００９ ， 定义 ４．１０３ ］ ３ ． １ ． ４ 　 动态范围 　 犱狔狀犪犿犻犮狉犪狀犵犲 光学遥感器输出能够随输入发生变化的最小入射辐射量和最大入射辐射量所界定的区间 。 ３ ． １ ． ５ 　 非线性度 　 狀狅狀犾犻狀犲犪狉犻狋狔 在动态范围内 ， 响应的实际值偏离对应拟合直线的最大偏差 。 １ 犌犅 ／ 犜 ３８９３５ — ２０２０ 注 １ ： 一般采用百分比表示 。 注 ２ ： 改写 ＧＢ ／ Ｔ１７４４４ — ２０１３ ， 定义 ２．３７ 。 ３ ． １ ． ６ 　 盲元率 　 犫犾犻狀犱狆犻狓犲犾狉犪狋犻狅 遥感器的盲像元数占总像元数的百分比 。 ３ ． ２ 　 缩略语 下列缩略语适用于本文件 。 ＧＳＤ 　　　　 地面采样距离 （ ｇｒｏｕｎｄｓａｍｐｌｉｎｇｄｉｓｔａｎｃｅ ） ＶＩＳＳＷＩＲ 可见光  短波红外 （ ｖｉｓｉｂｌｅｔｏｓｈｏｒｔｗａｖｅｉｎｆｒａｒｅｄ ） ４ 　 评价对象和评价指标 ４ ． １ 　 评价对象 本标准针对搭载于卫星平台上 ， 工作波长在可见光到短波红外范围 （ ３８０ｎｍ ～ ２５００ｎｍ ）， 采用线阵列探测器扫描成像的被动光学遥感器 （ 如可见光全色相机 、 多光谱相机 、 高光谱成像仪等 ）， 利用其在轨运行时获取的图像数据进行遥感器辐射性能分析与监测 。 ４ ． ２ 　 评价指标 星载光学遥感器在轨成像辐射性能评价指标包括 ： 信噪比 、 辐射分辨率 、 动态范围 、 非线性度 、 盲元率 。 ５ 　 评价方法 ５ ． １ 　 信噪比 基于仅经过相对辐射校正处理的遥感器观测图像数据进行评价 。 具体步骤如下 ： ａ ） 　 选取遥感器在相近时间段内获取的若干景受大气影响小的 、 具有不同灰度等级 （ 灰度等级 ≥ ５ ） 的大面积均匀场景的图像作为样本图像 ， 如深海 、 湖泊等水体 ， 南极或格陵兰等地区的大范围冰雪覆盖区域 ， 沙漠 、 戈壁或均匀浓密植被覆盖区域等 。 图像中的均匀区域应尽可能大 （ 至少大于 ５０ 像素 ×５０ 像素 ）， 最好的情况是在沿遥感器阵列方向覆盖阵列所有像元 ， 在沿遥感器阵列扫描方向 （ 垂直遥感器阵列方向 ） 大于或等于 １００ 像素 。 ｂ ） 　 对于样本图像的某一波段 犾 （ 犾 ＝１ ， ２ ，…， 犖 ｂａｎｄ ， 犖 ｂａｎｄ 为遥感器波段数 ）， 选取图像中满足信噪 比评测要求的某一均匀区域 （ 区域内所有像素的灰度均值为 珡 犇 犾 ， 犽 ， 对应某一灰度等级 犽 ， 犽 ＝１ ， ２ ，…， 犓 ， 犓 为参与评测的均匀场景灰度等级数 ） 作为均匀区子图像 犐 犾 ， 犽 。 若遥感器采用阵列摆扫方式成像 ， 则利用式 （ １ ） 对均匀区子图像 犐 犾 ， 犽 进行转置操作 。 狆 犻 ， 犼 ， 犾 ， 犽 ＝ 狆 犼 ， 犻 ， 犾 ， 犽 ……………………（ １ ） 　　 式中 ： 狆 犻 ， 犼 ， 犾 ， 犽 ——— 第 犾 波段灰度等级 犽 下均匀区子图像 犐 犾 ， 犽 第 犻 行第 犼 列的灰度值 。 狆 犼 ， 犻 ， 犾 ， 犽 ——— 第 犾 波段灰度等级 犽 下均匀区子图像 犐 犾 ， 犽 第 犼 行第 犻 列的灰度值 。 ｃ ） 　 利用式 （ ２ ） 计算得到均匀区子图像 犐 犾 ， 犽 的差值图像 。 犱 犻 ， 犼 ， 犾 ， 犽 ＝ 狆 （ 犻 ＋ １ ）， 犼 ， 犾 ， 犽 － 狆 犻 ， 犼 ， 犾 ， 犽 ……………………（ ２ ） 　　 ２ 犌犅 ／ 犜 ３８９３５ — ２０２０ 式中 ： 犱 犻 ， 犼 ， 犾 ， 犽 　　　 ——— 第 犾 波段灰度等级 犽 下均匀区子图像 犐 犾 ， 犽 的差值图像的第 犻 行第 犼 列的灰度值 ； 狆 （ 犻 ＋１ ）， 犼 ， 犾 ， 犽 ——— 第