DB32/T 4123-2021 生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程

ICS07.040

CCSD10

32

江苏省地方标准

DB32/T4123—2021

生态地质环境调查

航空高光谱遥感技术规程

Technicalspecificationsofairbornehyperspectralremotesensingforecologicaland

geologicalenvironmentsurvey

2021-11-04发布2021-12-04实施

江苏省市场监督管理局发布

DB32/T4123—2021

目次

前言................................................................................III

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

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

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

4技术流程...........................................................................2

5准备工作...........................................................................2

5.1资料准备.......................................................................2

5.2空域使用申请...................................................................2

5.3设备准备.......................................................................2

5.4野外踏勘.......................................................................3

5.5飞行基本参数确定...............................................................3

5.6研究区航线设计.................................................................4

6数据采集...........................................................................5

6.1导航准备.......................................................................5

6.2仪器设备安装与检查.............................................................5

6.3基站布设.......................................................................5

6.4飞行测量.......................................................................5

6.5地面基站数据获取...............................................................6

6.6地面定标光谱测量...............................................................6

6.7地物光谱测量...................................................................6

6.8其他数据采集...................................................................6

6.9原始数据质量检查...............................................................6

7数据预处理.........................................................................7

7.1辐射定标.......................................................................7

7.2大气校正.......................................................................7

7.3几何校正.......................................................................7

7.4条带拼接处理...................................................................7

7.5预处理质量检查.................................................................7

8数据解译...........................................................................7

8.1影像分类.......................................................................7

8.2信息提取.......................................................................8

9专题图制作........................................................................10

10报告编制.........................................................................10

附录A（规范性）飞行主要技术参数表..................................................11

附录B（规范性）飞行测量记录表......................................................12

I

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附录C（规范性）地面作业记录表......................................................14

附录D（资料性）航带原始数据信噪比..................................................15

附录E（资料性）地物分类表..........................................................16

附录F（资料性）采样方法............................................................18

附录G（资料性）样本容量计算方法....................................................19

附录H（资料性）混淆矩阵与精度指标..................................................20

II

DB32/T4123—2021

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。

本文件由江苏省自然资源厅提出并归口。

本文件起草单位：江苏省地质勘查技术院、中国地质调查局南京地调中心、江苏省地质学会、江苏

苏海信息科技（集团）有限公司、江苏三深光谱感知技术研究院。

本文件主要起草人：刘建东、石剑龙、修连存、徐明钻、罗传根、赵国凤、黄岩、梁森、罗丁、钱

冬冬、陈浩峰、方彦奇、郑志忠、姜月华、周权平、徐祖阳、梁胜跃、李季。

III

DB32/T4123—2021

生态地质环境调查航空高光谱遥感技术规程

1范围

本文件确立了生态地质环境调查过程中应用航空高光谱遥感的工作流程，规定准备工作、数据采集、

数据预处理、数据解译、质量控制、资料整理与成果编制的要求。

本文件适用于以航空飞行器为搭载平台的航空高光谱遥感生态地质环境调查。

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/T15661-20081:50001:100001:250001:500001:100000地形图航空摄影规范

GB/T27919-2011IMU/GPS辅助航空摄影技术规范

DD2011-02遥感解译地质图制作规范（1:250000）

DD2011-03遥感地质解译方法指南（1:50000、1:250000）

DD2014-13岩矿波谱测试技术规程

DD2014-14机载成像高光谱遥感数据获取技术规程

TD/T1055-2019第三次全国国土调查技术规程

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

生态地质环境调查ecologicalandgeologicalenvironmentsurvey

综合生态环境调查和地质环境调查的任务及内容，从人类生产生活和社会经济发展的视角对地质环

境及其生态属性、功能进行调查和评价，主要包括地表基质层、土壤、植被、水体等关键要素的分布、

属性、状态、功能。

3.2

高光谱遥感hyperspectralremotesensing

光谱分辨率达到10-2λ量级以上，可获取地物连续且完整的光谱数据的遥感技术。

3.3

航空高光谱遥感airbornehyperspectralremotesensing

以航空飞行器为平台的高光谱影像及相关数据获取、处理及应用的遥感技术。

3.4

视场角fieldofview

在光学仪器中，以光学仪器的镜头为顶点，以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构

成的夹角。

3.5

瞬时视场instantaneousfieldofview

1

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仪器的光敏探测单元投影所张的立体角。

3.6

信噪比signal-to-noiseratio

信号与噪声的功率谱之比。

3.7

反射率reflectance

物体反射的辐射能量占总辐射能量的百分比。

3.8

端元endmember

影像上只包含一种地物信息的最小单元。

4技术流程

生态地质环境航空高光遥感技术流程包括准备工作、数据采集、数据预处理、数据解译、报告编制

及专题图制作，技术流程见图1。

不合格不合格不合格

报告编制

数

准数数

合格据合格合格

备据质量检查预质量检查据验证

工采处解

作集译

理专题图制作

图1生态地质环境航空高光遥感技术流程图

5准备工作

5.1资料准备

应根据专题研究需要收集资料，主要包括：

a)地质资料，包括区域地质、矿产地质、水文地质、工程地质、环境地质、地球物理、地球化

学、遥感地质、地物波谱特征等基础地质资料；

b)地形地貌资料，包括地形图、数字高程模型等资料；

c)土壤、植被资料，包括土壤、植被的调查研究资料；

d)水文气象资料，包括气象站和水文系统多年统计资料；

e)经济社会发展资料，包括行政区划、社会经济、国土空间规划、土地利用及重大工程现状等。

5.2空域使用申请

根据工作任务和航线参数计算的结果，依法向空域管理部门申请空域使用。

5.3设备准备

5.3.1成像光谱仪

航空成像光谱仪的性能应满足以下要求：

2

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a)谱段范围为可见光-短波红外，波长400nm～2500nm；

b)可见光-近红外范围（400nm～1000nm）光谱分辨率优于5nm；短波红外范围（1000nm～

2500nm）光谱分辨率优于15nm；

c)瞬时视场优于3mrad；

d)成像光谱仪性能稳定，工作前应经过波长定标和辐射定标，按DD2014-14中附录A进行定标。

5.3.2地物波谱仪

地物波谱仪的性能应满足以下要求：

a)谱段范围为可见光-短波红外，波长400nm～2500nm；

b)可见光范围光谱分辨率优于3nm；短波红外范围光谱分辨率优于7nm；

c)光谱采集视场角为1°～25°；

d)地物波谱仪性能稳定，配带标准白板和黑板。

5.3.3航空飞行器

航空飞行器应符合以下要求：

a)根据实际情况选择无人机、有人驾驶直升飞机、有人驾驶固定翼飞机等飞行器；

b)飞行器应有足够的载荷能力与空间范围，满足安装成像光谱仪及相关设备的要求；

c)保证卫星导航定位信号接收正常；

d)飞行器的飞行速度、高度应满足数据采集技术要求；

e)选择密封舱飞行器或者密闭吊舱时，镜头窗口加装光学玻璃的光学参数应满足成像光谱仪数

据采集要求。数据采集前，光学玻璃与仪器一起进行室内定标。

5.3.4空间定位与姿态测量设备

空间定位和姿态测量设备应符合以下要求：

a)与航空成像光谱仪配套，设备应符合GB/T27919-2011中4.1.2.2的规定；

b)如需要对卫星导航定位系统数据进行差分计算，应具备地面卫星导航定位系统基站设备或者

开通卫星导航定位实时差分服务。

5.4野外踏勘

5.4.1野外踏勘应开展以下工作：

a)了解研究区的地形地貌、地质特征、地表环境等情况，基本掌握研究区各项生态地质环境因

子的分布现状和规律；

b)野外踏勘的路线应贯穿主要生态地质环境因子类型，必要时采集典型样本；

c)应选定基站架设地和飞行器起降场地，初步确定同步观测点；

d)查实研究区是否在禁飞区范围内。

5.4.2基站架设地应符合GB/T27919-2011中5.3.1和5.3.2的规定。

5.4.3航空飞行器起降场地应远离高压线、住宅楼等，周围视野开阔且无高塔、高楼、大树等阻挡物。

5.5飞行基本参数确定

5.5.1空间分辨率

空间分辨率根据研究目标大小和地形特点依据表1确定，应满足遥感制图比例尺要求和数据精度。

3

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表1空间分辨率一览表

比例尺空间分辨率/m

1:2000≤0.2

1:5000≤0.5

1:10000≤1.0

1:25000≤2.5

1:50000≤5.0

5.5.2飞行高度

飞行高度（相对航高、绝对航高）根据5.5.1所确定的空间分辨率和成像光谱仪的瞬时视场确定，

按照附录A中的公式计算。

5.5.3飞行速度

最大飞行速度（地速）根据空间分辨率和成像光谱仪的扫描速率确定，按附录A中的公式计算。

5.6研究区航线设计

5.6.1研究区分区

5.6.1.1研究区分区应符合以下原则：

a)符合GB/T15661-2008中3.2.3的要求；

b)分区内的地形高差一般不大于1/4相对航高(以分区的平均高度平面为基准面的航高）；当制

图比例尺大于1:5000时，分区内的地形高差不得大于1/6相对航高。

5.6.1.2根据研究区分区原则，在设计底图上将研究区划分为若干个分区，并按从左到右、自上而下

的顺序进行编号。

5.6.2航线敷设参数

5.6.2.1航线敷设应符合以下原则：

a)综合考虑地质地貌条件、工作效率、气象条件和具体工作需要等因素确定航线，一般沿研究

区长轴方向敷设；

b)航线敷设时，航带旁向重叠率一般为20%～50%，不同地形条件依据表2确定；

表2不同地形类型的航带旁向重叠率要求

地形类型航带旁向重叠率

平原20%～30%

丘陵25%～35%

山地30%～50%

c)位于研究区边缘的首末航线应设计在研究区边界线上或边界线外。

5.6.2.2航线参数主要内容包括：分区面积、航带条数、航带长度、分区平均高程、分区最大高差、

各分区的绝对航高、航带幅宽、航带间隔，以及每条航线起始点、进入点、飞出点和终止点的坐标。

4

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6数据采集

6.1导航准备

根据航线计算结果，在导航设备录入各条航线的起点终点坐标，并与飞行员或领航员进行充分沟通，

保证导航数据正确有效。

6.2仪器设备安装与检查

仪器设备的安装和检查应按照以下要求执行：

a)电源可持续稳定供电，电流、电压正常；

b)所有系统部件安装正确，安装过程严格按照设备使用手册进行；

c)传感器镜头不能遮挡，电缆连接正确；

d)完成安装后，进行仪器设备的运行测试和检查，仪器设备运行、数据记录和存储正常；

e)起飞前检查传感器及其它设备状态，确保仪器设备正常工作。

f)检查完成后填写检查记录表，表格式样见附录B中表B.1。

6.3基站布设

基站的布设和测量应符合GB/T27919-2011中5.3.3和5.3.4的要求。

6.4飞行测量

6.4.1基本要求

飞行测量应符合以下要求：

a)数据采集设备每次拆卸安装，或设备各部件相对关系发生改变后，均应重新进行检校飞行；

b)在航线内航高变化不应超过相对航高的5%，分区内实际航高不应超过设计航高的5%；

c)飞行质量参数应符合表3的要求；

d)飞行环境条件应满足：

1)太阳高度角应大于30°，飞行时间宜选择在当地时间10:00-15:00之间；

2)晴空，大气洁净，能见度大于15km。

表3飞行质量参数要求

飞行参数质量要求

航线弯曲度≤3%

航线飞行俯仰角≤3°

航线飞行横滚角≤6°

飞行上升、下降的速率≤10m/s

6.4.2机上数据采集

机上数据采集应符合以下要求：

a)每日作业任务开始前需填写飞行任务书，格式见附录B中表B.2，并由数据采集现场负责人向

飞行员（领航员或操作员）详细说明当日飞行任务，双方签字确认；

b)飞机引擎启动后，接通电源，启动仪器设备，设备工作正常，技术参数设置正确；

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