【其他行业标准】 高分辨率对地观测卫星沙地面积变化监测技术导则

中华人民共和国气象行业标准 QX/T539—2020 高分辨率对地观测卫星沙地面积变化监测技术导则 Technical directive for the area change monitoring of sand land by using China High-Resolution Earth Observation System satellite 发布：2020-01-21 实施：2020-05-01 中国气象局 前言 本标准按照GB/T1.1-2009起草，由全国卫星气象与空间天气标准化技术委员会（SAC/TC347）提出并归口。起草单位包括中国气象局沈阳大气环境研究所、国家卫星气象中心、辽宁省气象局，主要起草人：冯锐、张玉书、武晋雯、李贵才、于文颖、纪瑞鹏、陈凯奇、沈秋宇、关惠戈、陈洪伟。 1 范围 本标准规定了高分辨率对地观测（以下简称“高分”）卫星沙地面积变化监测的数据准备、沙地判识方法、监测方法及流程。适用于利用国产高分一号、高分二号或具有类似通道设计的高分卫星数据，开展沙地面积变化遥感监测和评价工作。 2 术语和定义 2.1 沙地 (Sandland) 分布在半干旱区及部分亚湿润区的沙质土地，代表性地貌为固定程度不同的沙丘和沙片。 2.2 形状指数 (Shape Index, SI) 影像中特征地物的四倍面积与边界总长度平方的比值。 2.3 归一化差值植被指数 (Normalized Difference Vegetation Index, NDVI) 近红外和红光两个波段反射率之差除以二者之和。 3 数据准备 3.1 时相要求 根据评价目的和监测区域，选择晴空少云的高分卫星数据。 3.2 数据要求 选择满足时相要求的晴空多光谱数据，高分一号和高分二号参数分别参见附录A和附录B，保持空间分辨率一致。 3.3 数据处理 对高分卫星数据进行大气校正、几何校正、正射校正、太阳高度角订正、拼接等处理。 4 沙地判识方法 4.1 影像分割与合并 影像分割采用基于边缘检测的对象分割方法（附录C），影像合并采用基于全局优化的对象合并方法（附录D）。 4.2 特征提取 4.2.1 归一化差值植被指数计算：NDVI = (R_NIR - R_red)/(R_NIR + R_red) 4.2.2 绿光波段反射率平均值计算：R_mean = ΣR_green,i / n 4.2.3 形状指数计算：SI = 4S / L²，其中S为特征地物面积（km²），L为边界总长度（km）。 4.3 判识规则 若像元满足 NDVI 下限 < NDVI < NDVI 上限 且 R_mean > 阈值2 且 SI < 阈值S，则判识为沙地。具体阈值参考附录E。 4.4 沙地面积计算 S = Σ S_i，其中S为沙地面积（km²），S_i为第i像元面积（km²），m为沙地区内像元总数。 5 沙地面积变化监测方法 5.1 一般要求 应选择评价期和对照期开展沙地面积变化监测，包括沙地面积绝对变化和相对变化。评价期通常为当年数据，对照期可选历史年份数据。