《渤海和黄海海冰卫星遥感监测规范》（报批稿）.docx

ICS 07.060CCS A45HY中 华 人 民 共 和 国 海 洋 行 业 标 准HY/T××× ××××渤海和黄海海冰卫星遥感监测规范Specification for satellite remote sensing monitoring of sea ice in Bohai Sea and Yellow Sea（报批稿）××××- ××- ××发布 ××××- ××- ××实施XX/T XXXXXXXXX目 次前言 II1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 卫星数据源 24.1 卫星数据源种类 24.2 卫星分辨率及适用范围 24.3 卫星数据质量要求 35 监测范围与分区 36 监测内容 37 监测时间与频次 37.1 监测时间 37.2 监测频次 38 监测技术与方法 38.1 卫星遥感数据预处理 38.2 卫星遥感海冰信息提取 49 卫星遥感海冰监测专题图制作 69.1 专题图要素 69.2 地图投影和大地坐标系 69.3 专题图格式要求 610 海冰遥感监测通报编写 710.1 监测通报内容 710.2 监测通报格式 7附录 A（资料性）卫星数据源及指标参数 8附录 B（资料性）海冰卫星遥感监测海域 10附录 C（规范性）海冰解译标志 11附录 D（资料性）海冰专题示例图 12附录 E（资料性）监测通报版式样例 15参考文献 17IXX/T XXXXXXXXX前言本文件按照GB/T1. 12020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。本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国海洋标准化技术委员会(SAC/TC283)归口。本文件起草单位：国家卫星海洋应用中心。本文件主要起草人：孙从容、 曾韬、刁宁辉、张颖、石立坚、刘建强、彭海龙、郝轶萌、鲁云飞。IIXX/T XXXXXXXXX渤海和黄海海冰卫星遥感监测规范1 范围本文件规定了渤海和黄海海冰卫星遥感监测的卫星数据源、监测范围与分区、监测内容、监测时间 与频次、监测技术与方法、卫星遥感海冰监测专题图制作、海冰遥感监测通报编写的要求。本文件适用于通过卫星遥感手段进行渤海和黄海海冰监测活动。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/T 15920-2010 海洋学术语物理海洋学GB/T 19721.3-2017海洋预报和警报发布第3部分：海冰预报和警报发布3 术语和定义GB/T 15920-2010 、GB/T 19721.3-2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1沿岸冰 coastal ice沿着海岸、浅滩形成，并与其牢固地冻结在一起的海冰。来源：GB/T 15920-2010 ，2.6. 123.2初生冰 new ice海冰初始阶段的总称。由海水直接冻结或雪降至低温海面未被融化而生成的，多呈针状、薄片 状、油脂状或海绵状的冰。来源：GB/T 15920-2010 ，2.6. 153.3冰皮 ice rind由初生冰冻结或在平静海面上直接冻结而成的表面平滑、湿润而有光泽，厚度5cm左右的冰壳 层。来源：GB/T 15920-2010 ，2.6. 163.4尼罗冰 nilas ice在波浪或外力作用下易于弯曲和破碎，表面无光泽，厚度小于10cm的有弹性的薄冰壳层。 来源：GB/T 15920-2010 ，2.6. 173.5莲叶冰 pancake ice由于彼此互相碰撞而具有隆起的边缘，直径30cm300cm ，厚度10cm以内的圆型冰块。 来源：GB/T 15920-2010 ，2.6. 181XX/T XXXXXXXXX3.6灰冰 grey ice由尼罗冰发展而成，厚度为10cm15cm的冰盖层，表面平坦湿润，多呈灰色，比尼罗冰弹性 小，易被涌浪折断，受到挤压时多发生重叠。来源：GB/T 15920-2010 ，2.6. 193.7灰白冰 grey-white ice由灰冰发展而成，厚度为15cm30cm的冰层，表面比较粗糙，呈灰白色，受到挤压时大多形 成冰脊。来源：GB/T 15920-2010 ，2.6.203.8白冰 white ice由灰白冰发展而成，表面粗糙，多呈白色，厚度为30cm70cm的冰层。来源：GB/T 15920-2010 ，2.6.213.9海冰密集度 ice concentration海冰覆盖面积占海冰分布海面的比例。来源：GB/T 15920-2010 ，2.6.46 ，有修改3.10海冰外缘线 sea ice edge浮冰区与海水交界线。来源：GB/T 19721.3-2017 ，3.33.11浮冰范围 floating ice extent从海湾底部起沿海湾中线至海冰外缘线的距离。来源：GB/T 19721.3-2017 ，3.43.12海冰分布面积 sea ice areas某一海域内海冰覆盖的面积。3.13卫星遥感海冰监测专题图 satellite remote sensing sea ice monitoring thematic maps利用卫星遥感监测获得的海冰基本特征信息，叠加地理底图等基本信息，制作生成的反映海冰 分布范围、密集度等专题信息的图件。4 卫星数据源4.1 卫星数据源种类渤海和黄海海冰卫星遥感监测数据主要包括光学卫星数据和合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar ，SAR）数据。 目前主要采用的卫星数据源及其指标参数见附录A。4.2 卫星分辨率及适用范围2XX/T XXXXXXXXX高分辨率（1m- 100m）卫星数据适用于沿岸和海域局部的海冰精细化监测，如海冰分类；中分辨率 （100m- 1100m）卫星数据适用于各海湾及渤海黄海全海域的海冰监测。4.3 卫星数据质量要求卫星数据质量应满足如下要求：a) 光学卫星数据应要求影像完整，定位准确，监测海域无云或少云覆盖（云覆盖占比=10%），影 像清晰，信息丰富，无明显条带和坏线；b) 合成孔径雷达影像应为地距数据产品，影像完整，定位准确，信噪比高，无明显条带、坏线和 虚景。5 监测范围与分区海冰监测范围与分区如下：a) 海冰卫星遥感监测业务主要针对我国渤海和黄海冬季结冰海域，具体经纬度范围为： 117°E 124.5°E ，35.5°N41.5°N；b) 渤海和黄海的海冰监测区域分为五个分区，分别是辽东湾监测区、渤海湾监测区、莱州湾监测 区、黄海北部监测区和胶州湾监测区。分区点 1 的坐标为 119.304°E 、39.422°N ，分区点 2 的坐标 为 121.140°E 、38.717°N ，分区点 3 的坐标为 119.268°E 、37.819°N ，分区点 4 的坐标为 120.716°E、 37.815°N；c) 我国海冰卫星遥感监测业务主要监测海域和各监测区的分区点示意图见附录 B。6 监测内容渤海和黄海海冰卫星遥感监测的主要内容包括：a) 海冰分布范围（包括固定冰和浮冰范围）和海冰外缘线位置，海冰外缘线单位：海里（n mile）； b) 海冰密集度分布，单位：百分比（%）或者成数；c) 海冰类型，包括沿岸冰、初生冰、冰皮、尼罗冰、莲叶冰、灰冰、灰白冰和白冰； d) 海冰分布面积及各分区海冰分布面积，单位：平方公里（km2 ）。7 监测时间与频次7.1 监测时间当年11月中旬启动，至翌年3月下旬结束。7.2 监测频次监测时间内每天发布1次监测通报，预报机构发布海冰警报期间每天发布2次监测通报。无卫星数据 特殊情况不在此列。8 监测技术与方法8.1 卫星遥感数据预处理3XX/T XXXXXXXXX8.1.1 预处理内容按照不同卫星成像载荷类型，预处理内容如下：a) 光学遥感卫星数据预处理主要包括：几何校正、辐射校正、云检测；b) 合成孔径雷达遥感数据预处理主要包括：几何校正、滤波降噪、辐射校正、入射角归一化。8.1.2 技术要求预处理要求和指标如下：a) 云检测准确率不低于 85%；b) 几何校正的中误差不超过 2 个像素。8.1.3 其它要求其它要求如下：a) 应密切监视海冰监测的遥感卫星运行状态，发现异常及时调整数据源；b) 应密切监视海冰监测的遥感数据处理情况，发现异常及时处理；c) 遥感数据资料应按规定的统一标准数据文件格式存储、传输。8.2 卫星遥感海冰信息提取8.2.1 信息提取方法8.2.1.1 光学卫星数据信息提取方法光学卫星提取海冰信息按要素及处理方法如下。a) 海冰目视判读解译法：海冰目视判读解译法是利用目视解译判读海冰和海水。对遥感获取的红光波段、绿光波段、蓝 光波段或短波红外波段合成假彩色图像，并进行图像拉伸，利用该区域波段的海冰光谱特征和冰水 光谱差异，进行海冰信息的提取。光学影像海冰解译标志应符合附录C的要求。b) 海冰提取的反射率法：海冰提取的反射率法是利用光学遥感影像的冰水光谱特征差异，提取海冰信息。选择合适的反 射率阈值，提取海冰覆盖信息。c) NDSI 海冰检测法：归一化雪指数（NDSI）海冰检测法是利用冰雪在可见光和短波红外通道的反射变化差异来开展雪冰监测，归一化雪指数按公式（1）N(计)DS(算：)I = RVisible RSI/ R Visible + RSI （1）式中：NDSI 归一化雪指数；RVisible 可将光通道反射率值；RSI 短波红外反射率值。d) 海冰密集度计算：海冰密集度计算是根据遥感影像中纯冰区和纯海水区的反射率来计算冰水混合区的冰密集度。假 设某个冰水混合区域像元所对应区域的海冰密集度为C ，海冰密集度按公式（2）计算：4C = 根100%式中：A 像元反射率值；Aw 纯水的反射率值；Ai 纯冰的反射率值。XX/T XXXXXXXXX （2）5e) 浮冰范围量算：浮冰范围量算是根据各个监测区的标尺来量算各个监测区的浮冰范围，各监测区的标尺定义如下： 1)辽东湾监测区标尺起始坐标：121.862°E 、40.853°N；119.992°E 、3