DB1507/T 89-2023 《呼伦贝尔湖泊河流水库水体面积遥感监测规范》

ICS07.060

CCSA47

1507

呼伦贝尔市地方标准

DB1507/T89—2023

呼伦贝尔湖泊河流水库水体面积遥感

监测规范

Remotesensingmonitoringandassessmentoflake/river/reservoirwaterarea

inHulunbuir

2023-11-13发布2023-12-13实施

呼伦贝尔市市场监督管理局  发布

DB1507/T89—2023

目次

前言........................................................................................................................................................................II

1范围.....................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件................................................................................................................................................1

3术语和定义........................................................................................................................................................1

4卫星遥感数据预处理........................................................................................................................................1

5水体面积监测技术............................................................................................................................................2

附录A（资料性）常用静止卫星、极轨卫星类型..........................................................................................6

附录B（资料性）葵花9静止卫星（可见光、红外扫描辐射计）通道参数..............................................7

附录C（资料性）MODIS中分辨率成像光谱仪通道参数..............................................................................8

附录D（资料性）FY3/MERSI中分辨率光谱成像仪通道参数..................................................................10

附录E（资料性）LANDSATTM/ETM+光谱成像仪通道参数......................................................................11

附录F（资料性）LANDSAT8/OLI光谱成像仪通道参数...........................................................................12

附录G（资料性）HJ-1A/BCCD传感器通道参数.......................................................................................13

附录H（资料性）GF1、GF2、GF6高分辨率光谱成像仪通道参数..........................................................14

附录I（资料性）常见卫星影像水体面积提取指数.....................................................................................15

附录J（规范性）湖泊、河流、水库、水体野外调查记录表.....................................................................16

参考文献...............................................................................................................................................................17

I

DB1507/T89—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由呼伦贝尔市气象局提出并归口。

本文件起草单位：呼伦贝尔市气象局、清水河气象局。

本文件主要起草人：吴昊、徐智、董越、刘凌峰、吴捷、曲学斌。

II

DB1507/T89—2023

呼伦贝尔湖泊河流水库水体面积遥感监测规范

1范围

本文件规定了利用卫星资料提取呼伦贝尔湖泊、河流、水库、水体面积遥感监测的卫星遥感数据预

处理和水体面积监测。

本文件适用于呼伦贝尔湖泊、河流、水库、水体面积遥感监测、科研及水旱灾害应急服务等相关工

作。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T15968遥感影像平面图制作规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

图像增强imageenhancement

将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些关注的特征，抑制非关注的特征，使之改善图像的质量、

丰富信息量，加强图像判读和指示效果的图像处理方法。

3.2

真彩色合成truecolorsynthesis

多光谱遥感图像彩色合成处理时，如参与合成的三波段波长与对应的红、绿、蓝三种原色波长相同

或近似，合成图像的颜色就会近似于地面景物的真实颜色。

3.3

假彩色合成falsecolorsynthesis

多光谱遥感图像彩色合成处理时，如参与合成的三波段波长与对应的红、绿、蓝三种原色波长不同，

那么合成图像的颜色就不是地面景物的真实颜色而得到的假彩色合成图像。

3.4

标准假彩色合成standardfalsecolorsynthesis

彩色合成中，近红外波段对应红色，红光波段对应于绿色，绿光波段对应于蓝色，得到标准假彩色

合成图像。

3.5

遥感图像解译remotesensingimageinterpretation

根据图像的几何特征和物理性质来识别其代表的物体或现象的过程，分为非监督分类和监督分类。

4卫星遥感数据预处理

1

DB1507/T89—2023

4.1图像纠正

遥感图像获取后，根据湖泊、河流、水库、水体面积的研究进行去噪声、辐射校正、大气校正和正

射影像等图像预处理工作。操作过程和方法符合GB/T15968的规定。

4.2图像增强、拼接和剪裁

4.2.1图像增强

经过图像纠正后的影像，采用线性灰度拉伸的方式进行图像增强，或根据图像特征也可以采用其他

方式进行图像增强。

4.2.2图像的拼接和剪裁

图像的拼接和剪裁的处理要求如下：

a)相邻的两景或两景以上影像（影像应具备重叠区域），拼接成为完整的研究区，对于两景色

差较大影像进行拼接时，应对影像进行色调调整，使拼接后影像具有一致性；

b)按照研究区域的矢量数据进行剪裁；

c)剪裁后，按照湖泊、河流、水库、水体面积的研究方法进行水体面积提取。

5水体面积监测技术

5.1监测手段

利用静止卫星、极轨卫星等遥感监测资料对湖泊、河流、水库水体进行动态监测（常用静止卫星、

极轨卫星参见附录A）。

5.2监测条件

可支持遥感数据的下载、整理、分析等的硬件设备和专业技术人员，同时还应具备遥感图像处理软

件、地理信息系统图像处理分析软件以及相关数据存储功能的设备。

5.3遥感图像计算机解译监测方法

5.3.1静止卫星

呼伦贝尔的湖泊、河流、水库、水体面积监测，采用经验阈值法提取，主要采用葵花9卫星提取，

尽可能采用晴空数据，空间分辨率为500m（参见附录B），根据葵花9卫星第三通道地表反射率小于

0.05的阈值提取湖泊、河流、水库、水体面积。

5.3.2极轨卫星

5.3.2.1中分辨率成像光谱仪

监测呼伦湖等（面积＞100km2）湖泊、河流、水库、水体面积，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250m（极轨卫星相关参数参见附录C和附录D）。

应用中分辨率成像光谱仪（MODIS-Terra/Aqua或FY3-MERSI）监测湖泊、河流、水库、水体面积，

采用经验阈值法或归一化差异指数法。其中经验阈值法模型见公式（1），植被指数≥0像元判为水体。

····························································(1)

21−2≥0&2≤0.12

DB1507/T89—2023

式中：

B1——中分辨率成像光谱仪的可见光通道第1通道的地表反射率；

B2——中分辨率成像光谱仪的可见光通道第2通道的地表反射率。

5.3.2.2资源卫星

主要是用来检测面积≤100km2，也可用于区域跨度较小遥感面积监测，采用经验阈值法或水体指

数法或归一化差异水体指数法，同时尽可能采用晴空数据（相关参数及水体指数模型参见附录E～I）。

美国陆地卫星资料监测湖泊、河流、水库、水体面积，采用经验阈值法或归一化差异水体指数法。

其中归一化差异水体指数法见公式（2），进行提取。

·················································(2)

式中：∈0.17,0.19&∈0.20,0.22

ZTM——LANDSATTM卫星归一化差异水体指数；

Z——LANDSAT8/OLI卫星归一化差异水体指数。

环境减灾卫星资料监测湖泊、河流、水库、水体面积，采用经验阈值法或归一化差异水体指数法进

行提取。其中归一化差异水体指数Z参考值域为≥0即为水体。其经验阈值法提取阈值见公式（3），进

行提取。

·····························································(3)

式中：42<0.9&4<0.05

B4——环境减灾卫星CCD传感器第4通道的地表反射率；

B2——环境减灾卫星CCD传感器第2通道的地表反射率。

高分一号、高分二号、高分六号监测湖泊、河流、水库、水体面积，在地势平坦地区采用归一化差

异水体指数法进行提取，其归一化差异水体指数值域≥0即为水体。在阴影区，采用阴影区归一化差异

水体指数，其区分水体和阴影信息提取湖泊、河流、水库、水体面积计算方法见公式（4），进行提取。

当SWI≥0.03时，即为水体。

···················································(4)

式中：SWI=+㢥−㢥㢥

SWI——归一化差异水体指数；

Rblue——高分一号、高分二号、高分六号卫星CCD传感器蓝光地表反射率；

Rgreen——高分一号、高分二号、高分六号卫星CCD传感器绿光地表反射率；

Rnir——高分一号、高分二号、高分六号卫星CCD传感器近红外地表反射率；

Z——太阳高度角。

5.4目视解译监测方法

5.4.1直接判读法

主要利用假彩色合成的方法。尽可能采用标准假彩色合成，合成后水体呈现黑色、蓝色和绿色（取

决于水的深度以及水中所含的杂质），植被呈红色。利用该特征，通过专业人员的观察获取水体面积。

5.4.2多源地物分类识别法

3

DB1507/T89—2023

根据直接判读法提取创建水体特征文件。利用水体特征文件的波谱信息对遥感图像进行要素样本分

析。利用最大似然分类方法，即根据最大似然比贝叶斯判决准则法建立非线性判别函数集，选择训练区，

计算各待分类样区的归属概率见公式（5），进行分类。

·····························································(5)

式中：P=×

A——水体要素分类；

B——非水体要素分类。

5.5水体面积计算方法

湖泊、河流、水库、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、河流、

水库、水体面积，其具体技术方法见公式（6）。

············································································(6)

式中：S=P×R

S——湖泊、河流、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，其技术方法见公式（7）。

············································································(7)

式中：R=A×A

2

A——卫星的空间分辨率，空间分辨率的单位应转化为km。

5.6水体面积变化时序特征判别方法

对于监测时长超过10年的水体面积时序分析其面积变化强度时，应采用面积变化强度公式进行分析，

其水体面积动态变化率见公式（8）。当K≥0时表示面积扩张，K＜0表示面积缩减，当│K│＞1时表示

湖泊面积变动剧烈。

·································································(8)

−1

K=××100%

式中：

K——水体面积动态变化率；

Sb——截止研究年；

Sa——初始年；

τ——初始年和截止年的时间间隔。

5.7监测流程

静止卫星、极轨卫星水体面积遥感监测（符合附录I和附录J的要求）：

a)资料选择5～10月期间，选择白天晴空卫星遥感资料，尽可能选择星下点附近资料；