2《1:50001:10000光學測繪遙感衛(wèi)星影像產品》編制說明一、工作簡況家標準化管理委員會關于下達2023年第一批推薦性國家標準計劃及相關標準外文版計劃的通知》，正式批準國家標準計劃項目：1:50001:10000光學測），本項任務由中華人民共和國自然資源部提出，由全國地理信息標準化技術自然資源部第二地形測量隊、黑龍江地理信息工程院、廣州藍圖地理信息技術測繪遙感衛(wèi)星主要服務于立體測圖，其影像產品的技術要求和指標特性有別于普通的遙感衛(wèi)星影像，導致其影像產品分級體系和產品定義無法直接采用傳統(tǒng)的遙感衛(wèi)星影像產品分級體系和產品定義。而國內外適用于立體測繪應用的衛(wèi)星均采用了獨立的相互之間差異巨大的衛(wèi)星影像產品分級體系，這對遙感衛(wèi)星影像測繪應用的進一步發(fā)展形成制約。因此急需結合不同比例尺測繪應用需求，針對性制定測繪遙感衛(wèi)星影像產品的分級體系，明確各級影像產品的格目前我國測繪遙感衛(wèi)星發(fā)展迅速，其數(shù)據(jù)已經可以實現(xiàn)1:50000—1:5000的測圖應用。2017年頒布的《1:250001:50000光學測繪遙感衛(wèi)星影像產品3）：準化研究所、自然資源部第二地形測量隊、黑龍江地理信息工程院、廣州藍圖2）主要起草人及其所做工作1自然資源部國土衛(wèi)星2自然資源部國土衛(wèi)星3456789………完成標準實施方案，并提交至全國地理信息標準化技術委員會秘書處。隨后編制了《1:50001:10000光學測繪衛(wèi)星遙感影像產品規(guī)范》編寫大綱和計劃，4的需求開展廣泛調研；并對常見的國內外中高分辨率光學測繪衛(wèi)星影像開展誤差因素理論分析，獲得了測繪遙感影像各級產品需要解決的誤差類型，為產品標準的技術要求制定提供技術依據(jù)。在此基礎上，開展測繪衛(wèi)星平面影像和立光學測繪遙感衛(wèi)星各級影像產品的準確內涵和關鍵技術指標，為標準編寫提供件、現(xiàn)場會議和視頻會議等多種形式與領域內生產作業(yè)單位、大學、科研院所的多位技術專家和生產專家進行多次交流探討，對標準討論稿中的框架、產品構成、產品模式、產品要求和質量檢驗等方面內容進行逐條逐句地認真討論。術要求和關鍵指標再次逐條開展理論分析和進一步實驗驗證，并經過多次內部討論及修改，從整體上梳理標準內容和形式，形成了《1:50001:00000光學二、國家標準編制原則、主要內容及其確定依據(jù)，修訂國家標準時，還包括修訂前后技術內容的對比本標準編制中認真遵循了符合性、協(xié)調性、科學性、先進性、規(guī)范性和實（1）符合性本標準符合我國有關現(xiàn)行法律、法規(guī)要求。本標準涉及領域目前沒有強制本標準與2018年頒布的《1:250001:50000光學測繪遙感衛(wèi)星影像產品星影像產品體系。兩個標準在體例、格式、基本要求等方面保持了較好的協(xié)調一致性，避免新制定標準同已經頒布實施的同系標準之間的不一致性。鑒于測繪地理信息行業(yè)對影像精度有著較高要求，本標準在編制過程中，重點參考了5本標準對各級影像產品的各項指標要求均經過了科學嚴格地理論推導和實本標準在國內首次提出了能夠充分表達大比例尺衛(wèi)星立體成像特征的遙感本標準對測繪遙感影像的產品分級、產品描述、產品構成、產品模式、產品要求、產品檢驗、成果保障及成果保密等多方面進行系統(tǒng)性規(guī)范，確保指標本標準在制定過程中始終堅持能夠更好滿足不同行業(yè)應用需求和應用習慣等原則，此外在產品定義和指標制定時既積極兼顧了未來新型航天傳感器的發(fā)展趨勢及其所獲取遙感影像的新型特征，同時也充分考慮了當前不同行業(yè)對測繪遙感影像的使用習慣和現(xiàn)狀，并進行了必要的總結、提煉和規(guī)范，使得本標準的內容可以適用于大部分行業(yè)對測繪遙感影像產品的應用現(xiàn)狀，并兼顧了未2．國家標準主要內容及其確定依據(jù)，修訂國家標準時，還包括修訂本標準主要依據(jù)《中華人民共和國測繪法》、《中華人民共和國城鄉(xiāng)規(guī)劃6本標準適用于1:5000、1:10000光學遙感測繪衛(wèi)星影像產品的生產、質本標準所涉及到的數(shù)據(jù)格式、質量檢查與驗收和影像元數(shù)據(jù)等規(guī)定，與許多現(xiàn)行國家標準有關。因此，該部分將正文中直接引用的標準作為規(guī)范性引用一些術語由于相關標準中已有定義，本標準未再列出。該部分包括“光學遙感測繪衛(wèi)星影像產品分級”和“各級光學遙感測繪衛(wèi)目前國內外可以用于測繪應用的衛(wèi)星影像產品分級體系（如SPOT-5/6、主要依據(jù)產品處理級別和地理定位精度。參照這個影像產品分級的慣例，同時充分借鑒目前國內測繪應用最廣泛的中高分辨率測圖衛(wèi)星—資源三號的影像產品分級體系和產品描述，依據(jù)處理級別和地理定位精度作為分級標準，根據(jù)不同層次用戶對遙感影像的處理需求和技術能力，“光學遙感測繪衛(wèi)星影像產品分級”中將光學測繪遙感影像產品分為原始影像、輻射校正影像產品、傳感器校正影像產品、系統(tǒng)幾何糾正影像產品、幾何精糾正影像產品和正射糾正影像產品，“各級光學遙感測繪衛(wèi)星影像產品描述”中分別描述了各級光學遙感測“產品構成”中充分考慮測繪衛(wèi)星立體成像特點，結合各個行業(yè)不同層次用戶開展測繪遙感衛(wèi)星影像應用的多層次需求，以及現(xiàn)有遙感和攝影測量處理技術手段及常用工藝流程特點，以完備性、通用性、科學性為原則分別確定了各級光學測繪遙感影像的產品構成。其中，系統(tǒng)幾何糾正影像產品、幾何精糾正影像產品作為幾何糾正處理后影像產品，為了使其能夠在進一步幾何精糾正或地形改正中獲得更高的精度和效率，提出了系統(tǒng)幾何校正影像和幾何精糾正7影像產品可以附帶三維幾何模型參數(shù)文件，用于后續(xù)攝影測量處理。針對當前部分衛(wèi)星影像供應商出于各種原因拒絕提供衛(wèi)星傳感器模型參數(shù)數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀，而有理函數(shù)模型即可以較好替代嚴密成像幾何模型，又幾乎被所有遙感和攝影測量平臺所支持，同時具有較高的計算效率等優(yōu)點，提出了傳感器校正影像產品、系統(tǒng)幾何糾正影像產品、幾何精糾正影像產品均附帶有理函數(shù)模型參數(shù)文“文件要求”中分別概要描述了“產品構成”中出現(xiàn)的所有文件的用途、能夠用于立體測繪應用的衛(wèi)星，其最重要特征就是衛(wèi)星上裝載了多臺擁有不同成像視角的相機可以同步獲取同一區(qū)域不同視角的多張影像，或者也可以通過衛(wèi)星側擺等敏捷成像方式由一臺相機同軌或異軌獲取同一區(qū)域不同視角的多張影像，組成立體像對，模擬人眼立體視覺原理，用以恢復成像時刻的立體場景，開展立體應用。本標準立足于測繪衛(wèi)星這一重要特點，提出了測繪遙感影像產品包括平面和立體兩種組合模式。因此該部分包括“平面模式”和“立 鑒于目前國內外絕大多數(shù)主流光學遙感測繪衛(wèi)星均同步搭載全色和多光譜相機用于獲取兩種類型的遙感影像，且測繪遙感領域也一直有按照影像波段特性來進行影像類型劃分的習慣，“平面模式”中規(guī)定了各級衛(wèi)星遙感影像按波合主編單位長期開展衛(wèi)星立體影像生產和使用的豐富經驗，提出了立體像對構建的重要指標，如立體像對的組成影像數(shù)量要求、組成影像之間的重疊度、基8尺測繪地理信息產品普遍采用的數(shù)學基礎，確定了光學測繪遙感衛(wèi)星影像產品通常情況下采用的坐標系、地圖投影、高程系。同時也考慮了對全球通用數(shù)學“時間參考系”中采用目前我國通用時間參目前主流中高分辨率商業(yè)衛(wèi)星均采用推掃成像模式開展攝影工作，其獲取影像的原始形式為長條帶影像。在理想情況下，長條帶影像作為一個整條帶，內部誤差趨于一致，僅需要少量控制點就可以實現(xiàn)整個條帶影像的高精度絕對定向。因此長條帶（也即本標準中提到的超景）是一種有效且實用的影像存儲模式。然而在實際應用中，出于商業(yè)目的或技術原因如為了便于對海量遙感圖像數(shù)據(jù)進行銷售、處理、管理、分發(fā)、瀏覽查詢等），一般采用圖像數(shù)據(jù)分段、分塊管理的方式，依據(jù)衛(wèi)星及其有效載荷數(shù)據(jù)圖像的全球參考系統(tǒng)（WorldwideReferenceSystem,WRS）每個WRS格網對應的一塊或一段圖像，也就是標準景影像。因此，“存儲單元”中規(guī)定了影像存儲單位可采用標準景或超景兩種存儲模式，并描述了各種存儲“色彩模式與像素位數(shù)”中規(guī)定了光學測繪遙感衛(wèi)星影像產品全色影像和多光譜影像的波段數(shù)量、像素位數(shù)等。其中，隨著未來航天攝影設備性能升級和發(fā)展，同時充分考慮到目前在軌運行的主流光學遙感測繪衛(wèi)星的相機量化比特數(shù)均已大于8比特。從有效保留衛(wèi)星影像輻射信息的角度出發(fā)，也為了高效“地面像元分辨率”中規(guī)定了全色影像和多光譜影像的空間分辨率。在此公認的生理學研究成果認為人眼能夠辨識的兩點的最短距離為0.075毫米，在制圖時建議將分辨率取為0.1毫米，限差定位0.2毫米。根據(jù)以上生理學理論9在充分分析總結國內外主流商業(yè)測繪衛(wèi)星遙感影像產品的命名規(guī)則，積極“精度”中規(guī)定了光學遙感測繪衛(wèi)星影像產品的幾何精度和內部幾何畸變除了衛(wèi)星原始影像中附帶的各種系統(tǒng)性誤差和部分隨機誤差的影響后c)傳感器校正影像產品是指在輻射校正影像基礎上進行傳感器校正處理位長期大量的基于國內外衛(wèi)星傳感器校正影像的后續(xù)其他影像產品生a)由于成像過程各類不規(guī)則畸變導致的影像像元的幾何位置相對于地面器校正影像的內部幾何畸變對最終平面和高程幾何精度影像的誤差傳c)幾何精糾正影像產品和正射糾正影像產品通過控制點消除或減弱了系“影像質量”中遵循衛(wèi)星影像應該真實反映成像時刻地物的真實輻射狀態(tài)和能量值的原則，結合影像產品應該具有基本視覺美感的樸素要求，對各級光學遙感測繪衛(wèi)星影像產品的輻射質量、色彩特征、云斑覆蓋、影像缺損等做了尤其需要注意的是：由于衛(wèi)星影像覆蓋區(qū)域較大，且過境成像時間相對固考慮到測繪遙感影像產品的主要用途是作為各個行業(yè)開展后續(xù)其他遙感或攝影測量處理的數(shù)據(jù)源，而非終結產品，因此對影像云斑覆蓋指標不宜直接參考測繪地理信息產品中對含云量的高要求。主編單位結合了長期以來衛(wèi)星影像處理和高級測繪產品生產應用過程的對云斑覆蓋影響的經驗，提出了云斑覆蓋指標檢查與驗收相關國家或行業(yè)標準還沒有制定。主編單位總結在長期衛(wèi)星影像處理和質量檢驗業(yè)務化工作經驗基礎上，提出了光學測繪遙感衛(wèi)星影像產品的質該部分參照測繪地理信息產品相關國家或行業(yè)標準中對產品包裝的要求，該部分參照測繪地理信息產品相關國家或行業(yè)標準中對產品保密的要求，三、試驗驗證的分析、綜述報告，技術經濟論證，預期的經濟效益、社會效益和生態(tài)效益型立體測繪衛(wèi)星。它是由本標準主編單位作為牽頭主用戶的測繪專用衛(wèi)星，主要用于1:1萬比例尺立體測圖生產及更大比例尺地理信息產品的更新。在主編單位承建的高分七號衛(wèi)星地面應用系統(tǒng)中，參照本標準規(guī)定的測繪遙感影像分糾正影像產品、幾何精糾正影像產品和正射糾正影像產品的規(guī)模化和業(yè)務化生同時委托多家測繪產品質量檢驗權威單位對所生產的高分七號測繪遙感影①委托國家測繪產品質量檢驗測試中心對高分七號傳感器校正影像產品開展了幾何精度檢測，結果表明：自然資源部國土衛(wèi)星遙感應用中心利用激光高程點作為高程控制點生產的高分七號衛(wèi)星立體影像成果，山東測區(qū)平面位置精②委托自然資源部黑龍江測繪產品質量監(jiān)督檢驗站對利用高分七號測繪遙展了質量檢驗，結果表明：利用高分七號立體衛(wèi)星測繪遙感影像產品生產1:10000DSM、DEM、DOM、DLG本標準中1:10000比例尺幾何精糾正影像產品和正射糾正影像產品的幾③委托四川省測繪產品質量監(jiān)督檢驗站對利用高分七號衛(wèi)星立體影像和外形區(qū)域均滿足1:10000精度要求；DOM產品平面精度在全地形區(qū)域均滿足高程精度在平地、丘陵、山地和高山地地形分別滿足1:10000比例尺三級、二級、一級和一級精度要求。驗證了本標準中1:10000比例尺幾何精糾正影像產④委托自然資源部第二地形測量隊、黑龍江地理信息工程院、自然資源部第三地理信息制圖院和自然資源部第四航測遙感院分別選取陜西區(qū)域、黑龍江區(qū)域、四川區(qū)域和海南區(qū)域的高分七號衛(wèi)星立體影像開展1:1萬比例尺立體測DOM、DSM和DEM等產品生產。從整體上驗證了本標準中等均可以滿足相應比例尺的測繪生產，表明本標準的核心指標全球衛(wèi)星數(shù)據(jù)產業(yè)近半個多世紀以來能夠持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，衛(wèi)星產品分級標準的推廣與應用起了相當大的作用。因為這些標準，衛(wèi)星數(shù)據(jù)按照幾何特性、輻射特性等方面，被劃分成了不同的應用級別，企業(yè)可以依據(jù)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的不同指標制定合理的價格，不僅實現(xiàn)了優(yōu)質優(yōu)價的商業(yè)目的，而且也可以幫助用戶建立起理智應用、持續(xù)應用的信心。由于目前衛(wèi)星影像產品的品種和檔次較多，行業(yè)內缺乏統(tǒng)一規(guī)范的描述方法用以交流，阻礙了衛(wèi)星影像產品的正常流通，加上一些用戶對衛(wèi)星影像產品的認識不夠成熟，這也為衛(wèi)星影像應用市場今后的良性發(fā)展埋下了巨大的隱患。為了保護衛(wèi)星運營商和遙感用戶的共同權益，促進衛(wèi)星應用市場的繁榮和健康發(fā)展，制定統(tǒng)一、科學、合理的衛(wèi)星影像分級標在衛(wèi)星研制、生產和應用過程中，世界各國特別是發(fā)達國家的衛(wèi)星主管部由于過去國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)產品相比我國本土衛(wèi)星影像產品具有明顯的技術質量優(yōu)勢，加之我國衛(wèi)星影像產品尤其是中高分衛(wèi)星影像產品沒有公認的標準，造成有的用戶