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目次前言

国家海域使用动态监视监测管理系统

国家海洋局

二○○六年十月

海域使用卫星遥感

动态监视监测技术规程

（暂行）

国家海洋局

二○○六年十月

海域使用卫星遥感

动态监视监测技术规程

（暂行）

目次

前言I

1范围1

2规范性引用文件1

3术语定义1

4海域使用卫星遥感动态监视监测范围和频率2

5通则2

6海域使用卫星遥感动态监视监测4

7验收与归档10

附　录　A术语与定义12

附　录　B常用的遥感图像处理方法14

附　录　C命名规则17

附　录　D要素属性信息字段结构总表19

附　录　E元数据文件命名及格式20

附　录　F遥感信息提取要素分类24

附　录　G遥感信息专题图符号图例规定29

附　录　H遥感信息专题图注记标注规定32

附　录　I统计报表格式33

附　录　J监测报告编写格式35

1前言

为了全面了解我国海域使用的基本情况，科学地分析、评价海域使用情况的变化趋势和开发利用潜力，我国启动了海域使用动态监视监测工作。

卫星遥感技术是获取海域动态变化信息的重要手段之一。

为了保质保量地完成卫星遥感监视监测工作，使监测信息产品规范化、更具科学性与权威性，符合海域管理需求，特制定《海域使用卫星遥感动态监视监测技术规程》，为海域使用动态监视监测工作提供技术依据和指导。

该技术规程是依据我国海域使用动态监视监测工作总体技术要求编制的。

规程包括卫星遥感监视监测范围、内容、数据收集、数据预处理、信息提取与解译、产品制作、数据管理与集成等几部分。

该规程是我国海域使用卫星遥感监视监测工作的主要依据。

《海域使用卫星遥感动态监视监测技术规程》是我国海域使用管理工作中制定的第一部卫星遥感规程，需要不断完善和细化，希望监视监测人员在实际应用过程中，不断总结经验，继续广泛地提出意见，以提高我国海域使用卫星遥感动态监视监测的水平。

本规程由国家海洋局提出并负责解释。

本规程起草单位：

国家海洋环境监测中心。

本规程主要起草人：

赵冬至、张丰收、赵玲、杨建洪、索安宁、卫宝泉、初佳兰、陈艳拢、丛丕福。

11　范围

本规程规定了海域使用卫星遥感动态监视监测的基本内容、技术要求和方法。

本规程适用于我国海域使用卫星遥感动态监视监测工作。

在监测过程中由于特殊原因，如需对规程内容进行补充修改的，可结合具体情况提出修改方案，经国家海洋局批准后方可实施。

12　规范性引用文件

下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规程，然而，鼓励根据本规程达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规程。

GB12763－91海洋调查规范

GB17378－98海洋监测规范

GB12460－90海洋数据应用记录格式

GB/T14950－94摄影测量与遥感术语

GB12340－901:

25000、1:

50000、1:

100000地形图航空摄影测量内业规范

GB12341－911:

25000、1:

50000、1:

100000地形图航空摄影测量外业规范

GB/T17157－971:

25000、1:

50000、1:

100000地形图航空摄影测量数字化测图规范

GB15968-1995遥感影像平面图制作规范

GB/T18317－2001专题图信息分类与代码

GB/T13923－1992国土基础信息数据分类与代码

GB/T18314－2001全球定位系统（GPS）测量规范

GB12319－1998中国海图图式

GB/T15660－19951:

5000、1:

10000、1:

25000、1:

50000、1:

100000地形图要素分类与代码

CH/T7001－19991:

5000、1:

10000、1:

25000海岸带地形图测绘规范

CH/T1005－2000基础地理信息数字产品数据文件命名规则

CH/T1005－2001基础地理信息数字产品1:

10000、1:

50000数字正射影像图

DZ/T0203－99航空遥感摄影技术规程

DZ/T0151—95《区域地质卫星遥感调查技术规程1:

50000》

DZ/T0143－1994卫星遥感图像产品质量控制规范

SL277－2002水土保持监测技术规程

1986年海洋出版社《全国海岸带和海涂资源综合调查简明规程》

13　术语定义

下列术语和定义适用本规程，具体定义见附录A。

卫星遥感（SatelliteRemoteSensing）

海岛（SeaIsland）

海岸带（CoastalZone）

海岸线（Coastline）

潮间带（IntertidalZone）

辐射校正（RadianceCorrection）

几何校正（GeometricCorrection）

空间分辨率（SpatialResolution）

光谱分辨率（SpectralResolution）

图像分类（ImageClassification）

影像地图（Photomap）

专题图（ThematicMap）

14　海域使用卫星遥感动态监视监测范围和频率

监测范围

卫星遥感监测范围主要为我国管辖海域。

监视监测精度和频率

高分辨率卫星影像（2米-5米空间分辨率）每3年覆盖全部管辖海域一次，低分辨率卫星影像（20米-30米空间分辨率）每年覆盖全部内水域领海海域两次。

15　通则

任务和目的

海域使用卫星遥感动态监视监测工作的主要任务是全面系统地调查我国海域使用现状和潜力，全面掌握我国海域使用的动态情况。

海域使用卫星遥感动态监视监测工作的目的是获取我国海域使用的现势性资料，为海域资源的开发利用、管理和保护提供及时、准确的信息。

基本原则

海域使用卫星遥感动态监视监测要保证其所用数据源的同步性和现势性，严格数据处理过程中的质量控制和管理，统一成果编制过程所用数据、图件的格式，保证最终成果的科学性和实用性。

工作内容

1——遥感资料选取与资料收集

2——几何精校正控制点（GCPs）测量与外业踏勘

3——光谱数据采集与处理

4——遥感数据预处理

5——遥感图像处理

6——遥感信息提取

7——现场验证

8——遥感影像图形产品制作

9——入库管理

技术途径

监测手段

以卫星遥感监测为主要手段，充分发挥卫星遥感技术所具有的大面积、快速、同步等优势，配合现场监测，完成监视监测工作。

控制点测量

采用GPS技术获取图像精校正控制点，保障提取信息的制图精度，并用于信息提取精度的检验。

大气校正

采用大气光谱测量技术，开展图像的大气校正，提高工作影像质量。

地物光谱测量

利用光谱测量技术获取陆地、水面和水中提取目标的光谱信息，扩大遥感提取目标的种类范围，提升遥感信息的提取精度。

图像预处理

采用辐射校正、几何校正、信息增强、多源数据融合等图像处理手段实现遥感数据的预处理。

信息提取

以计算机分类为主，目视解译为辅，提取专题信息。

结果验证

采用现场抽样调查方式，对专题信息提取的结果进行验证。

图件制作

基于地理信息系统（GIS）编制遥感专题图。

监测人员

组织准备

为切实搞好海域使用遥感动态监测监视工作，必须加强领导，建立完善的组织体系。

海域使用遥感动态监视监测是一项专业技术性很强的工作，工作中应有明确分工，通力协作，共同完成任务。

人员安排

海域使用动态遥感监测的工作人员包括：

不同工作环节负责人、主要技术人员和辅助人员。

并确定不同工作分工。

主要工作环节负责人的条件和职责

基本条件

具有较高的业务技术水平和较强的组织协调能力，全面掌握本规程中有关的内容、方法和技术要求。

主要职责

全面负责监测工作，主持编写监测计划和成果报告，负责遥感监测监视工作和组织协调，保证成果质量。

主要技术人员的条件和职责

基本条件

具有中级以上技术职务，掌握遥感监测技术和海域使用基础知识，熟悉与本职工作有关的海域使用监视监测工作内容、方法和技术要求。

主要职责

按照本规程规定的方法和技术标准，按时完成本职监视监测工作，保证工作质量。

辅助监测人员的条件和职责

基本条件

具有初级以上技术职务，熟悉与本职工作有关的海域使用监视监测工作内容、方法和技术要求，能够配合主要技术人员完成本职工作。

主要职责

按照本规程规定的方法和技术标准，按时协助主要监测人员完成监测工作，保证工作质量。

数学基础

投影

采用高斯－克吕格投影，按6°分带。

平面坐标系

采用WGS-84坐标系。

深度基准

采用理论最低潮面（理论深度基准面），计量单位为米。

高程基准

采用1985国家高程基准，计量单位为米。

比例尺

低分辨率1：

100000；高分辨率1：

50000。

分幅和编号

执行GB/T13989-1992的规定。

监测成果

海域使用卫星遥感动态监视监测成果包括：

10——基础资料、遥感现场监测资料等；

11——原始影像、精校正影像、影像地图；

12——各要素图层数据、专题图（矢量和栅格）；

a）海域使用现状遥感监测图

b）海洋功能区利用遥感监测图

c）海域自然属性遥感监测图

13——统计报表；

14——监测报告、技术报告。

a）海域动态遥感监视监测工作报告

b）海域动态遥感监视监测技术报告

16　海域使用卫星遥感动态监视监测

监视监测内容

海域使用状况

15——海域现状：

已开发、未开发海域面积及分布；

16——海洋功能区：

海洋功能区利用状况及执行情况；

17——在建项目：

用海面积、位置、用途等。

海域自然属性

18——岸线：

类型、分布、面积、长度等；

19——海湾河口：

海湾河口形态、面积等；

20——海岛动态：

数量、面积、植被、岸线变化等。

海洋环境地质灾害

21——海岸侵蚀；

22——海水入侵。

数据收集

数据源

数据的来源主要分为两大类：

卫星遥感数据源和基础数据源。

卫星遥感数据源

23——低分辨率卫星遥感数据：

空间分辨率在20米～30米之间的全色和多光谱数据；

24——中分辨率卫星遥感数据：

空间分辨率在5米～10米之间的全色和多光谱数据；

25——高分辨率卫星遥感数据：

空间分辨率2米～5米的全色和多光谱数据；

26——超高分辨率卫星遥感数据：

空间分辨率优于1米的全色和多光谱数据；

27——SAR数据：

空间分辨率优于5米的合成孔径雷达（SAR）卫星数据。

基础数据源

28——最新版1：

1万、1：

5万、1：

10万纸质地形图及全要素数字化地形图；

29——海洋功能区划数据、图件印刷版和电子版；

30——海域使用数据、图件的印刷版和电子版；

31——监测区最大比例尺海图的印刷版和电子版；

32——海域使用监测成果报告、图件；

33——现场监测资料；

34——测量相关资料；

35——航空遥感影像；

36——其它。

数量要求

能够覆盖所有监测的区域，满足监视监测任务的要求。

质量要求

对传感器数据源的要求

应根据遥感监测目标（陆地、水面、水下等）、信息提取的类型、内容、目的，选用可以提取所需目标地物属性信息并满足要求精度的传感器（全色、多光谱和SAR等）作为数据源。

对空间分辨率的要求

在选择遥感影像空间分辨率时要考虑以下两点因素：

a）目标物的最小尺寸；

b）专题地图的成图比例尺。

对时间分辨率的要求

应根据提取的内容、目的，选择最佳季节的图像，以能够分辨监测目标地物属性信息的变化。

图像质量

图像的云覆盖不超过10%，相邻图像之间应有不小于图像宽度4%的重叠。

选用层次丰富、图像清晰，满足监测任务的要求。

格式要求

地面站标准产品格式或其它能为通用遥感图像处理软件读取的数据格式。

数据验收

验收内容

卫星遥感数据的数量、质量和格式。

验收依据

本技术规程6.2.1.3要求。

验收办法及要求

由验收专家签名，并加盖单位的公章。

验收合格后，方可进行数据预处理和信息提取。

验收时间

数据预处理和信息提取之前。

几何精校正控制点（GCPs）测量与外业踏勘

GCPs测量

按照图像分布面积大小，测量地面控制点，为图像几何精校正提供所需的测量控制点。

采用包括RTK等测量设备及与之配套的测量软件，测量精度优于1米。

解译标志建立

通过外业踏勘，建立遥感解译标志和分类样本库，拍摄相应的现场实况照片与影像，并进行详细的现场记录。

光谱数据采集与处理

获取地物光谱数据、水体剖面光谱数据和大气参数，为卫星遥感信息提取服务。

根据获取的现场光谱数据结合卫星数据，提取地面、水体相关信息。

数据采集主要实现现场水体、地物、大气原始数据的采集工作。

陆地地物光谱信息采集

测量仪器：

地物光谱仪。

仪器性能：

光谱范围350-1050nm，光谱分辨率小于4nm，视场角<10°，动态范围≥70db，等效噪声辐亮度<1×10-9w·cm-2·sr-1·nm-1，波长准确性>1.0nm，参考板为白板。

水体地物光谱信息采集

测量仪器：

地物光谱仪、剖面仪

仪器性能：

地物光谱仪：

仪器指标同上，参考板为25%的灰板。

剖面仪：

剖面仪要求可获取水体剖面数据，处理后的得到的数据包括：

漫衰减系数k（DiffuseAttenuationCoefficient）、光学量外推至表面（PropagatesOpticalVariablestoSurface）、离水辐亮度（WaterLeavingRadiance）、海表遥感反射率（SurfaceRemoteSensingReflectance）、遥感反射率剖面（RemoteSensingReflectanceProfile）、海表反射率（SurfaceReflectance）、反射率剖面（ReflectanceProfile）、后向散射（Backscattering）等。

测量方法：

水面之上法，水下光谱测量法。

大气光谱采集

测量仪器

日照强度计、臭氧计。

仪器指标

日照强度计：

日照强度计可以监测440、500、675、870和1020nm这5个波段的气溶胶散射光学厚度。

臭氧计：

工作波段需要包括为305、312、320、936和1020nm等5个波段，其中305、312、和320nm等多个波段用来监测臭氧浓度，还需要936波段用来测量大气中的水汽含量，同时臭氧监测仪还需要监测1020nm波段的气溶胶散射光学厚度。

卫星遥感数据预处理

辐射校正

技术要求

根据监测要素的要求，进行辐射校正。

定标系数以卫星原始数据文件提供的为标准。

技术方法

校正方法参见附录B.1。

几何校正

技术要求

37——光学遥感数据的几何校正中误差不超过2个像素。

38——远离大陆少控制点的海岛，光学遥感数据校正中误差不超过50米；微波遥感数据的几何校正中误差不超过5个像素。

技术方法

校正方法参见附录B.2。

图像镶嵌

镶嵌方法

首先，采用几何校正方法使两幅相邻图像在几何上配准，选择一幅图像作为标准（基准）图像，将其它图像的灰度值进行直方图匹配，相同地物的平均灰度值一致，对拼接的重叠部分的灰度值进行进一步处理，即按行在重叠区内对待拼图像灰度值按距离进行加权平滑，使图像接缝处无明显灰度差异。

图像镶嵌应以省级、市级行政区为单位。

技术要求

39——镶嵌图像相邻两幅图像数据之间的配准误差不超过2个像素；

40——镶嵌图像相邻两幅图像接缝处无明显灰度差异。

数据格式

一般采用GeoTIFF文件格式。

图像融合

融合方法

假彩色合成法

根据加色法彩色合成原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红、绿、蓝三种原色，就可以合成彩色影像。

HIS融合法

HIS变换是基于HIS色彩模型的变换方法。

HIS正变换将影像的R、G、B成分变换成代表空间信息的强度I、色度H和饱和度S三个分量；HIS逆变换将H、I、S变换成R、G、B。

融合方法如下：

将多光谱影像进行HIS正变换，分离出强度I、色度H和饱和度S三个分量，然后将全色影像与分离的强度分量进行直方图匹配，使之与I分量有相同的直方图，最后将匹配后的全色分量代替I分量，联合色度H和饱和度S。

Brovey融合法

Brovey变换是一种对来自不同传感器的数据进行融合的方法。

该方法通过归一化后的多光谱波段与高分辨率影像乘积来增强影像的信息。

技术要求

图像精度

光学遥感数据之间的配准中误差不超过0.5个像素；光学遥感数据和微波遥感数据之间融合的配准中误差不超过5个像素；融合后的信息损失量不超过30%。

数据格式

一般采用GeoTIFF文件格式。

命名规则

命名规则详见附录C。

图像元数据

为每一个图层信息产品建立相应的元数据文件。

内容及格式按照附录E执行。

遥感信息提取

在解译标志和分类系统的基础上，逐景图像进行判读。

解译应以影像特征为基础，利用直接标志与间接解译标志进行相关分析；单景图像判读时，要依据判读原则，先进行宏观观察，掌握其整体的特征，先易后难，从浅入深，分别识别出地物的属性及勾画出其分布范围和界线，并用统一的符号和线条标示清楚，绘制出判读草图。

对于判读与解译不清的重要地物，可采用现场勘测方法解决。

判读过程中，要注意利用已知资料，对重要的地物和现象以及有疑问的地方应加以特别的标记，以便在野外校核时重点进行检查。

室内判读的主要方法为目视判读和计算机信息提取。

技术要求

信息提取定位精度优于1个像元。

远离大陆的海岛定位精度优于50m。

大于500m2围填海判对率达到100%。

基于1:

50000专题图量算海域使用面积和海域使用区域的边界长度。

提取流程

根据现场建立的判读标志、分类样本库及相关资料，采用人机交互或自动识别等方法对影像图进行解译。

数据格式

信息的数据格式

a）矢量格式采用ARCGIS软件的Shape格式。

b）栅格格式采用GeoTIFF文件格式。

信息分层及命名

根据监测内容进行信息的分层和命名。

分层和命名规则详见附录C，属性结构表见附录D。

信息产品元数据

为每一个遥感产品和图层信息产品建立相应的元数据文件，内容及格式按照附录E执行。

现场验证与完善

现场验证

应用典型样区校核法或线路验证法，校验室内判读的准确性。

拍摄照片，并作现场记录，验证量不应小于10％。

修编与完善

根据现场校核情况和专家意见，对解译结果进行全面修改和补充。

将修编后的数字图接边，并按格式要求进行整理。

专题图编绘

专题图要素

41——图名；

42——图号；

43——图例；

44——坐标系；

45——比例尺；

46——投影；

47——图幅接合表；

48——密级；

49——内外图廓线；

50——经纬度及其注记；

51——图像接合略图；

52——资料获取时间；

53——制作单位；

技术要求

54——图上地物点对于附近控制点、经纬网格点的平面中误差不大于±0.50mm，特殊情况下不大于±0.75mm。

根据专题图的用途及用户需求，该指标可适当放宽，但不应超过上述指标的两倍。

图廓边长和对角线的实际尺寸与理论尺寸之差的绝对值不应超过0.20mm和0.30mm；

55——正确地、充分地使用各种编图资料；

56——专题图各要素之间的关系应清楚合理；

57——专题图符号按照附录G执行,未详尽之处上报主管部门，经主管部门确定后，统一增补执行；

58——专题图注记按照附录H执行,未详尽之处上报主管部门，经主管部门确定后，统一增补执行；

59——图幅配置恰当，图面均匀。

相同岸段不同比例尺图幅范围应基本一致；

60——图集所有图幅图廓外白纸边大小应基本一致；

61——图名配置在图廓外边正上方，二级或三级图名配置在图廓内，按先左后右，先上后下，并避免压盖专业内容的原则来选择位置；

62——图例统一配置在图廓内。

按先下后上、避开专业内容的原则选择位置。

格式要求

专题图工程文件

采用ArcView3.x的工程文件.prj或ArcGIS的项目文件.mxd。

工程文件及其所包含的所有图层文件必须存放在同一个文件夹内，一般一个文件夹只存放一个工程文件。

以专题图名称命名文件夹的名称。

专题图文件

指从专题图工程文件转化为栅格图像文件后的专题图文件，主要用于出版装帧。

通常以GeoTIFF文件存储。

命名规则

按照附录C执行。

元数据

按照附录E执行。

影像地图制作

影像地图要素

63——图名；

64——图号；

65——图例；

66——坐标系；

67——比例尺；

68——投影；

69——图幅接合表；

70——密级；

71——内外图廓线；

72——经纬度及其注记；

73——图像接合略图；

74——资料获取时间；

75——制作单位；

技术要求

76——影像地图必须层次丰富、清晰易读、色调均匀、反差适中；

77——两幅色调差别较大的影像镶嵌时，应对影像进行色调调整。

接缝处影像灰度、色调应与整幅影像灰度、色调协调；

78——影像地图的信息必须准确，线划与影像严格匹配；

79——图上地物点对于附近控制点、经纬网格点的平面中误差不大于±0.50mm，特殊情况下不大于±0.75mm。

根据遥感影像平面图的用途及用户需求，该指标可适当放宽，但不应超过上述指标的两倍；

80——图幅配置恰当，图面均匀。

相同岸段不同比例尺图幅范围应基本一致；

81——图集所有图幅图廓外白纸边大小应基本一致；

82——图名配置在图廓外边正上方，二级或三级图名配置在图廓内，按先左后右，先上后下，并避免压盖专业内容的原则来选择位置；

83——图例统一配置在图廓内。

按先下后上、避开专业内容的原则选择位置。

84——图廓边长和对角线的实际尺寸与理论尺寸之差的绝对值不应超过0.20mm和0.30mm。

格式要求

采用GeoTIFF格式。

命名规则

按照附录C执行。

元数据

按照附录D执行。

统计报表编制

报表内容

监测数据汇总报表

按照监测要素或行政区划（县级以上）对监测数据进行汇总。

统计分析报表

根据行政区划，对不同要素关键属性的监测数据进行统计分析、建表。

报表格式

格式参见附录I。

监测报告编写

报告内容

85——前言；

86——任务及其来源；

87——监测区域的位置及其地理坐标；

88——监测遥感平台及其遥感器；

89——监测时间；

90——任务完成情况；

91——监测区域的自然环境和监测研究程度；

92——监测区域的自然环境；

93——监测区域的前人研究程度；

94——监测工作；

95——监测内容；

96——监测数据；

97——监测方法；

98——监测数据处理和计算；

99——原始数据的质量评价；

100——监测数据预处理方法和误差评价；

101——信息提取方法和误差评价；

102——监测结果；

103——监测结果图件；

104——监测结果图件的分析和解释；

105——结论；

106——存在的问题和今后工作建议。

编写要求

107——在对已有文献、资料和本次监测资料、图件进行深入分析和研究基础上编写；

108——按照合同书或任务书、监测计划和本规程的规定编写；

109——内容翔实、重点突出、论据充分、文字精炼。

完成时间

按照合同