ICS07.060 CCSA47 中华人民共和国国家标准 GB/T45062—2024 气象卫星红外通道交叉定标指南 Guideforinter-calibrationofmeteorologicalsatelliteinfraredchannel 2024-12-31发布 2024-12-31实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布目 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 卫星数据 2 ………………………………………………………………………………………………… 4.1 目标遥感器数据 2 …………………………………………………………………………………… 4.2 参考遥感器数据 2 …………………………………………………………………………………… 5 交叉定标处理流程 2 ……………………………………………………………………………………… 6 匹配样本准备 4 …………………………………………………………………………………………… 6.1 观测数据初选 4 ……………………………………………………………………………………… 6.2 数据子集准备 4 ……………………………………………………………………………………… 6.3 像元空间匹配 4 ……………………………………………………………………………………… 6.4 像元时间匹配 5 ……………………………………………………………………………………… 6.5 观测几何匹配 5 ……………………………………………………………………………………… 7 数据转换和筛选 5 ………………………………………………………………………………………… 7.1 辐射单位转换 5 ……………………………………………………………………………………… 7.2 光谱匹配 5 …………………………………………………………………………………………… 7.3 空间均匀性筛选 6 …………………………………………………………………………………… 7.4 异常点剔除 6 ………………………………………………………………………………………… 8 交叉定标或评估 6 ………………………………………………………………………………………… 8.1 样本累积和质量判断 6 ……………………………………………………………………………… 8.2 辐射定标系数计算 7 ………………………………………………………………………………… 8.3 定标辐亮度偏差评估 7 ……………………………………………………………………………… 附录A(资料性) 红外通道交叉定标参考阈值 8 ………………………………………………………… A.1 观测数据初选参考阈值 8 …………………………………………………………………………… A.2 像元匹配的参考阈值 8 ……………………………………………………………………………… A.3 数据准备和筛选参考阈值 8 ………………………………………………………………………… 附录B(资料性) 数据子集准备重采样方式和间隔选择方法 9 ………………………………………… B.1 数据子集准备重采样方式 9 ………………………………………………………………………… B.2 数据子集准备重采样间隔 9 ………………………………………………………………………… 附录C(资料性) 通道辐亮度与辐射亮度温度转换方法 10 ……………………………………………… C.1 通道辐亮度计算公式 10 ……………………………………………………………………………… C.2 通道辐亮度与辐射亮度温度转换方法 10 …………………………………………………………… 附录D(资料性) 通道式参考遥感器的参考辐亮度参数化系数计算方法 12 …………………………… 参考文献 13 …………………………………………………………………………………………………… ⅠGB/T45062—2024 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。 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专利的责任。 本文件由中国气象局提出。 本文件由全国卫星气象与空间天气标准化技术委员会(SAC/TC347)归口。 本文件起草单位:国家卫星气象中心、中国人民解放军61741部队。 本文件主要起草人:徐寒列、徐娜、胡秀清、何兴伟、陈林、李红林。 ⅢGB/T45062—2024 气象卫星红外通道交叉定标指南 1 范围 本文件给出了气象卫星红外通道辐射交叉定标(以下简称交叉定标)时涉及的卫星数据、处理流程、 匹配样本准备、数据转换和筛选、交叉定标或评估等方面的指导和推荐参考阈值的建议。 本文件适用于以气象卫星通道式光学遥感器为目标遥感器的红外通道的交叉定标。 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/T38236—2019 航天光学遥感器实验室辐射定标方法 GB/T39094—2020 中国气象卫星名词术语 GB/T41541—2022 热红外遥感基本术语 3 术语和定义 GB/T38236—2019、GB/T39094—2020、GB/T41541—2022中界定的以及下列术语和定义适用 于本文件。 3.1 静止气象卫星 geostationarymeteorologicalsatellite 沿地球同步轨道运行的气象卫星。 [来源:GB/T39094—2020,2.7] 3.2 低轨气象卫星 lowearthorbitingmeteorologicalsatellite 沿低地球轨道运行的气象卫星。 3.3 目标遥感器 monitoredinstrument;MON 待定标或评估的光学遥感器。 [来源:QX/T388—2017,3.3,有修改] 3.4 参考遥感器 referenceinstrument;REF 作为交叉定标辐射参考基准的光学遥感器。 [来源:QX/T388—2017,3.4,有修改] 3.5 亮度温度 brightnesstemperature 在同一波长间隔上,与光谱辐[射]亮度相同的黑体的温度。 [来源:GB/T41541—2022,3.21] 1GB/T45062—2024 3.6 相对光谱响应函数 relativespectralresponsefunction 遥感器各波长处的光谱响应与光谱响应峰值之比。 [来源:GB/T38236—2019,3.6] 3.7 交叉定标 inter-calibration;cross-calibration 以参考遥感器为辐射参考,利用参考遥感器和目标遥感器近同步、相近大气路径下的观测数据,实 现对目标遥感器在轨辐射定标或定标辐亮度偏差评估。 注:近同步为参考遥感器和目标遥感器对相同目标的观测时间差在一定阈值范围内。 [来源:QX/T388—2017,3.9,有修改] 4 卫星数据 4.1 目标遥感器数据 目标遥感器观测数据可为搭载于静止气象卫星或低轨气象卫星上的具备红外波段探测能力的通道 式光学遥感器的对地观测数据。 目标遥感器红外波段观测数据可为经过地理定位、辐射定标处理后的1级(L1)数据,亦可为经过 地理定位处理但未经辐射定标处理的观测计数值数据。 注:1级(L1)数据见QX/T158—2012,3.1。 4.2 参考遥感器数据 参考遥感器可为具有相对较高辐射定标精度和稳定度的通道式光学遥感器或红外高光谱探测 仪,按下列办法进行参考遥感器数据选取: a) 当参考遥感器为通道式光学遥感器时,宜选择与目标遥感器的待定标或评估通道中心波长位 置接近的通道作为辐射参考; b) 当参考遥感器为红外高光谱探测仪时,光谱完整覆盖目标遥感器的待定标或评估通道的光谱 范围是至关重要的,且参考遥感器需经过光谱定标。 参考遥感器观测数据宜为经过地理定位、辐射定标等处理后的1级数据。 5 交叉定标处理流程 交叉定标处理流程可分为匹配样本准备、数据转换和筛选以及交叉定标或评估3个部分,包含7个 处理步骤,见图1。 a) 观测数据初选:结合目标遥感器和参考遥感器所搭载的卫星平台对地观测规律,对可能存在交 叉匹配的观测数据进行初选,获得待匹配的观测数据。 b) 数据子集准备:按照数据子集构建方案,对观测数据进行处理,建立目标遥感器数据子集和参 考遥感器数据子集。 c) 像元匹配:基于目标遥感器和参考遥感器数据子集和像元匹配方案,实现观测像元空间、时间 和观测几何的匹配,获得像元匹配样本数据集。 d) 数据转换:针对匹配样本进行单位转换和光谱匹配,获得单位统一且可直接对比的像元匹配 样本。 e) 样本筛选:按照样本过滤条件对匹配样本进行筛选,获得可用于交叉定标分析样本的数据集。 f) 样本累积和质量判断:为获得足够的样本降低交叉定标计算结果的不确定性,根据目标遥感器 2GB/T45062—20