《海上船只目标卫星遥感监测技术标准》（报批稿）.docx

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1、ICS07.040CCSA76CH中华人民共和国测绘行业标准CHTXXXXX-XXXX海上船只目标卫星遥感监测技术规范Technica1specificationformaritimeshiptargetsmonitoringbysate11iteremotesensing（报批稿）XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施中华人民共和国自然资源部发布目次前言III1范围I2规范性引用文件13术语和定义14缩略语25基本要求25.1 船只目标监测25.2 空间参考25.3 控制点26监测流程27卫星遥感图像获取37.1获取要求38数据预处理38.1 技术要求38.2 处理方法49船只目标

2、检测49.1 检测要求49.2 检测方法410评价方法510.1 检测结果评价510.2 指标计算511专题图制作611.1 制作要求611.2 构成要素611.3 制作程序612质量控制713数据整理与资料归档713.1 数据整理713.2 资料归档8附录A（规范性）中值滤波和1ee滤波9附录B（规范性）海杂波高斯分布和海杂波K分布模型11附录C（资料性）卫星遥感图像真实船只目标样例12附录D（规范性）船只目标位置要素属性字段14附录E（资料性）卫星遥感监测船只分布专题图样例15参考文献17本文件按照GB/T1.12023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

3、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。本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国地理信息标准化技术委员会卫星应用分技术委员会(SAC/TC230/SC3)归口。本文件起草单位：自然资源部第一海洋研究所、中国人民解放军国防科技大学、西南交通大学、中国人民解放军海军航空大学。本文件主要起草人：孟俊敏、张晰、刘根旺、计科峰、陈思伟、高贵、冷祥光、熊博莅、熊伟、姚力波、张驰。海上船只目标卫星遥感监测技术规范1范围本文件确立了海上船只目标卫星遥感监测的基本要求和监测流程，并规定了卫星遥感图像获取、数据预处理、船只目标检测、评价方法、专题图制作、质量控制、数据整理与资料

4、归档等内容。本文件适用于基于恒虚警率（CFAR）方法的可见光遥感图像和合成孔径雷达（SAR）遥感图像海上船只目标监测。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/T15920海洋学术语物理海洋学GB/T178331999渔业用图编绘规范CH/T301920181：250001：50000光学遥感测绘卫星影像产品生产技术规范CHZT30342023海洋内波遥感调查技术规范DTJT02652014遥感影像地图制作规范（1：50000、1：

5、250000）3术语和定义GB/T15920界定的以及下列术语和定义适用于本文件。陆地掩膜1andmasking遮蔽或移除卫星遥感图像中陆地区域的方法。A1S数据匹配A1Sdatamatching采用插值方法将船只AIS信息与卫星遥感图像的时间和空间位置进行匹配。虚警fa1sea1arm监测范围内，检测出来的非真实目标。注：本文件中目标指船只目标。虚警率fa1sea1armrate监测范围内，虚警的个数占真实目标个数与虚警个数之和的比率。品质因数figureofmerit正确检测的目标个数占真实目标个数与虚警个数之和的比率。4缩略语下列缩略语适用于本文件。AIS：自动识别系统(Automati

6、cIdentificationSystem)CFAR：恒虚警率(ConstantFa1se-A1armRate)CGCS2000：2000国家大地坐标系(ChinaGeodeticCoordinateSystem2000)RFM：有理函数模型(Rationa1FunctionMode1)RPC：有理多项式系数(Rationa1Po1ynomia1Coefficients)SAR：合成孔径雷达(SynthetiCAPertUreRadar)TIFF：标签式图像文件格式(TaggedImageFi1eFormat)XM1：可扩展标记语言(extensib1eMark-up1anguage)5基本要

7、求5.1船只目标监测利用卫星遥感图像进行海上船只目标监测，监测流程应满足操作要求。对于目标的最终确认，应通过AIS数据匹配或者结合专家经验进行判定。5.2空间参考5.2.1坐标系统采用CGCS2000坐标系。必要时，可采用经批准的其他坐标系。5.2.2地图投影按照GB/T178331999中5.1.3.1的规定执行。在极地区域，可采用其他地图投影。5. 2.3时间基准采用北京时间。5.3控制点选取卫星遥感图像四个角点或可获取已知经纬度信息的目标点作为控制点，利用多个控制点的位置信息构建校正模型，进行几何校正。控制点来源于：a)卫星遥感图像提供的坐标信息；b)卫星遥感图像中典型地物目标，通过与地

8、面控制点匹配得到其坐标信息。6监测流程海上船只目标卫星遥感监测工作流程见图1。图1海上船只目标卫星遥感监测工作流程77.卫星遥感图像获取1获取要求获取的卫星遥感图像资料应满足以下要求：a）可见光遥感图像分辨率应优于16m,SAR遥感图像分辨率应优于2（）m；b）可见光遥感图像的集中云量应小于5%,海上总云量不应超过10%,且图像接边处、船只目标特征区域不应有云；c）SAR遥感图像应无明显坏线、陆地虚影等干扰；注：虚影俗称“鬼影d）卫星遥感图像格式为标准产品格式或其他能被通用遥感图像处理软件读取的数据格式；e）卫星遥感图像资料应包括但不限于以下文件：图像文件，一般为TIFF或其他标准图像格式的图

9、像文件；利用严密几何模型构建的有理多项式函数模型参数文件，一般为RPC文件；元数据文件，包含分辨率、入射角、波段、经纬度等具体参数信息，一般为XM1文件。88.数据预处理1技术要求数据预处理技术要求如下:a）数据预处理应包含图像滤波、几何校正、陆地掩膜等步骤；b）卫星遥感图像滤波处理后，图像的均值方差比应提升（12）倍；c）卫星遥感图像几何校正后，位置误差应小于5个像元。8.2处理方法8.2.1图像滤波利用图像滤波方法降低可见光遥感图像和SAR遥感图像中噪声的干扰，应根据图像类型选取合适的图像滤波方法：可见光遥感图像宜采用中值滤波；SAR遥感图像宜采用1ee滤波。中值滤波和1ee滤波应符合附录

10、A的规定。8.2.2几何校正1.2.2.1 在有地面控制点情况下，采用RFM模型。可见光遥感图像按照CH/T30192018中7.4的方法进行几何校正；SAR遥感图像按照DZ02652014中6.3的方法进行几何校正。1.2.2.2 在无地面控制点情况下，采用卫星遥感图像自带的坐标信息进行几何校正。8. 2.3陆地掩膜采用目视解译方法，沿海陆边界线划分出陆地区域和海洋区域，将卫星遥感图像中的陆地区域遮蔽或移除，仅在海洋区域进行船只检测。9船只目标检测9. 1检测要求海上船只目标检测要求如下：a）目标检测位置与图像位置误差应小于2个像元：b）对于可见光遥感图像，船只目标检测的品质因数应不低于0.

11、70；c）对于SAR遥感图像，船只目标检测的品质因数应不低于0.80；d）对于可见光遥感图像和SAR遥感图像，虚警率均应不高于0.25。9. 2检测方法10. 2.1背景建模分别对可见光遥感图像和SAR遥感图像按照如下方法进行背景建模：a）对于可见光遥感图像，宜在选取全部波段的均值图像后，计算可见光遥感图像中海洋区域灰度的直方图分布。对于SAR遥感图像，计算SAR遥感图像中海洋区域幅度或强度的直方图分布；b）计算直方图分布的形状和尺度等参数；c）将参数代入海杂波统计分布模型进行背景建模。可见光遥感图像宜采用高斯分布模型；SAR遥感图像宜采用K分布模型。海杂波高斯分布和海杂波K分布模型应符合附录

12、B的规定。9.2.2阈值分割采用CFAR方法。基于背景建模结果，利用设置的虚警概率计算分割阈值。将可见光遥感均值图像和SAR遥感图像中的每个像素与分割阈值进行对比，如果像素值大于分割阈值则将该像素判为疑似船只目标。阈值分割计算见公式（1）。(1)式中：Pfa虚警概率，初始值可选为IOC,通常调节范围为10510Ic分割阈值；Pa）海杂波幅度或强度值的概率密度分布函数。9.2.3虚警目标排除对阈值分割得到的全部疑似船只目标区域进行目视解译，排除岛礁、海上构筑物、海杂波等虚警目标，确定真实船只目标。卫星遥感图像真实船只目标样例见附录C。9.2.4船只位置提取对检测出来的船只目标儿何中心位置进行坐标

13、转换，得到船只目标检测结果的经纬度位置信息,并记录船只目标信息。船只目标位置要素属性字段应符合附录D的规定。10评价方法10.1检测结果评价应对检测结果的真实性进行检验，从卫星遥感图像中检测到的目标位置信息进行AIS数据匹配,具体方法如下：a)选取遥感卫星成像时刻前后15min内，共3（）min的船只AIS数据:b)以卫星遥感图像成像时刻为中心时刻，结合船只目标的速度和方向，对船只A1S数据进行线性插值，提取与卫星遥感图像成像时间相同的船只A1S数据，实现船只A1S与卫星遥感图像的时空匹配：c)d)将提取的船只AIS数据与卫星遥感图像的目标检测结果在地图上进行标示和匹配;对于无匹配数据的情况，

14、通过目视解译的方法判别真实目标个数。10.2指标计算统计正确检测的目标个数、虚警个数、真实的目标个数。按照公式（2）和公式（3）分别计算虚警率和品质因数。式中：Rfa虚警率；Nfa虚警个数；NRt真实目标个数。(3)式中：Rfom品质因数；N11正确检测的目标个数。11专题图制作11.1 制作要求卫星遥感监测船只分布专题图制作要求如下：a）专题图中应包含地理底图、卫星遥感图像和目标位置；b）卫星遥感图像应清晰、色调均匀和反差适中：c）不同卫星遥感图像和数据得到的目标位置信息应使用不同的颜色区分;d）输出分辨率应不低于300dpi。11.2 构成要素卫星遥感监测船只分布专题图构成要素如下：a）图名：b）经纬度及其注记；c）卫星遥感图像；d）指北针；e）比例尺；f）卫星名称：g）成像时间；h）监测海域；1） 极化方式；j）分辨率；k）入射角；2） 船只检测结果；m）船只A1S数据；n）虚警率；O）品质因数；P）制作时间；q）制图人员：r）制作单位；s）审核；t）图例。卫星遥感监测船只分布专题图样例见附录Eo11.3 制作程序11.3.1 地理底图制作地理底图制作步骤如下：a）加载海洋和陆地的地图图层；b）设定专题图的边框格式、经纬度等分线；c）添加卫星图像的参数信息、指北针、比例尺等图例信息。11.3.2 卫星遥感图像加载卫星遥感图像加载步骤如下：a