DB23∕T 3563-2023 自然资源典型地物光谱库建设技术规程(黑龙江省).pdf

ICS01.110CCS B 0423黑龙江省地方标准DB 23/T 35632023自然资源典型地物光谱库建设技术规程2023-07-21 发布2023-08-20 实施黑龙江省市场监督管理局发 布DB 23/T 35632023I目次前言.II引言.III1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14建设总则.25光谱数据库数据体系与要求.26数据库结构设计.57建库流程及要求.68质量检查.79安全性要求.7附录 A（规范性）典型地物目标描述.8附录 B（资料性）质量检查记录表.10DB 23/T 35632023II前言本文件按照GB/T 1.12020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。本文件由黑龙江省自然资源厅提出并归口。本文件起草单位：黑龙江省自然资源权益调查监测院（黑龙江省自然资源卫星应用技术中心）。本文件主要起草人：许宏健、郎博宇、李佳赫、于子娟、郭蕾、贾广新、关国锋、王冰、高璐璐、邢凯鑫、马强、聂纪元、孙冬婵、刘媛媛、揣杰琦、梁英桥、梁志强、赵星财、于大勇、张明喆、滕鹏飞、田迪鑫、闫硕、邸延顺、姜涛、孙雪玲、潘天智。DB 23/T 35632023III引言近年来，随着高光谱遥感数据逐年增加，在自然资源要素提取和分类、卫星数据辐射定标、数据质量检验及定量遥感不同要素专题产品生产等工作中，需要光谱库为其提供地物光谱数据和配套参数先验知识。建立光谱库有利于自然资源的精细化调查以及典型要素定量化识别，本文件的编制将为黑龙江省自然资源典型地物光谱库（以下简称光谱库）建设提供统一的技术规范，以便更好地实现地物光谱库资源共享和信息服务。DB 23/T 356320231自然资源典型地物光谱库建设技术规程1范围本文件规定了黑龙江省自然资源典型地物光谱库建设总则、数据库建设、质量检查、安全保障与运行维护等内容及要求。本文件适用于黑龙江省自然资源典型地物光谱库建设。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 33453-2016基础地理信息数据库建设规范GB/T 17789-2007地理空间数据交换格式GB/T 36540-2018水体可见光-短波红外光谱反射率测量GB/T 33988-2017城镇地物可见光-短波红外光谱反射率测量20220055-T-491农作物可见光-短波红外光谱反射率测量GB/T 20009信息安全技术 数据库管理系统安全评估准则GB/T 20273信息安全技术 数据库管理系统安全技术要求GB/T 22239信息安全技术 网络安全等级保护基本要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1光谱 spectrum是描述物质的特性之一，每一物质都有其独特的光谱。3.2光谱库 spectrum database是由高光谱成像光谱仪在一定条件下测得的各类地物反射光谱数据的集合。3.3自然资源 Natural Resources天然存在的、有使用价值、可提高人类当前和未来福利的自然环境因素总和。本文件自然资源是指自然资源部职责涉及的土地、森林、草原、水、矿产、湿地等。来源：DB34/T 4380-20233.4自然资源典型地物 Typical features of natural resources自然界中土壤、林地、草地、耕地和水体等自然地物。3.5元数据 metadata关于数据的内容、质量、状况和其他特性的描述性数据。DB 23/T 356320232来源：GB/T 17789-2007,3.334建设总则光谱数据库建设应遵循以下原则：a)规范化原则：在数据库建设中，数据生产、数据库设计、建立、管理与维护、服务等应符合规范化要求；b)系统性原则：数据库建设应以系统整体目标的优化为准绳，进行系统性的布局、建设；c)安全性原则：在数据库设计、建设、系统运行、管理与维护等方面中应有严格的安全与保密措施，确保整个数据库系统安全、正常和有效地运行和使用；d)共享性原则：数据库系统中的数据、硬件、软件应具有共享性。数据库系统应采用通用的地理信息数据交换格式和标准化的系统通讯协议，支持基础地理信息数据与其他专题数据的集成、交换和共享；e)目标性原则：数据库建设以满足支撑卫星数据辐射定标、数据质量检验及专题产品验证；支撑自然资源要素提取、分类和识别；支撑定量遥感不同要素专题产品的生产；服务自然资源遥感信息的定量化业务应用为目标：f)现势性原则：数据库建设应采用最新的基础地理信息数据，建立维护更新接口，保证数据库中基础地理信息的现势性。对更新后产生的历史数据应进行有效的管理；g)统一性原则：数据库建设与以往的数据库建设规范保持统一；h)可扩展性原则：数据库建设时应考虑后期运行维护阶段数据扩展工作，数据库服务器存储空间、数据库支撑软件等应预留相应的容量扩展接口和功能接口。5光谱数据库数据体系与要求5.1基本内容地物光谱数据库存储数据内容包括地物光谱数据、影像产品数据、数字高程模型数据、地表覆盖分类数据、基础地理信息数据等。数据体系见表1，数据库逻辑结构见图1。表 1数据体系表大类大类子类子类说明说明地物光谱数据实验室测量光谱典型光谱数据集和收集国际标准公开数据集。野外实测光谱野外实测数据及实验室配套数据，并应持续年度更新。影像像元光谱通过高分五号、5 米光学卫星等国产高光谱卫星数据处理后获取影像相关光谱。影像产品数据高光谱影像多光谱影像数据卫星影像、航拍影像数字高程模型数据STRM1STRM3资源三号/高分七号等分辨率分别为 30m 和 90m，用 16 位的数值表示高程数值的，最大的正高程 9000m，负高程海平面以下 12000m地表覆被分类数据30 米/10 米地表覆被数据包含全球 30m 分辨率地表分类数据及典型区域 10m 分辨率地表覆盖数据基础地理信息数据行政区划数据基础地理数据包括行政区划数据、1:25 万全国基础地理数据和 1:100 万全国基础地理数据DB 23/T 356320233元数据库存储矢量数据元数据、栅格数据元数据、其他类型元数据，具体内容见表2。表 2元数据库大类大类子类子类说明说明元数据库矢量数据元数据行政区划数据、基础地理数据等矢量数据的元数据栅格数据元数据高光谱影像、多光谱影像、数字高程模型等栅格数据的元数据其他类型元数据包括所有数据库的描述数据图 1数据库逻辑结构5.2数据类型按类型可划分为矢量数据、影像数据、统计图表数据、图片数据、文本数据以及元数据信息、空间信息、入库日志、操作日志、XML元数据等。5.3基本要求5.3.1坐标系2000国家大地坐标系（CGCS2000），确有必要时，可采用依法批准的其他坐标系。5.3.2高程基准1985国家高程基准。5.3.3时间参考公历纪年，北京时间。DB 23/T 3563202345.3.4数据格式数据库格式与数据入库格式应能转换，数据库系统应支持基础地理信息数据成果标准所规定的数据格式，并能满足GB/T 17789-2007的要求。5.4光谱数据组织每条光谱数据由光谱值文件和光谱元数据文件组成。5.4.1光谱值文件光谱值数据是光谱数据的数据实体，记录了波长信息与相应的反射率，包含样本编号、波长信息和反射率值，具体内容及格式见表3。表 3光谱值数据表英文字段中文字段字段类型SPECID光谱数据编号stringWaveLength波长int16Reflectance反射率float5.4.2光谱元数据文件光谱数据的元数据包括基本属性信息以及地物配套属性信息。a)光谱属性信息具体内容及格式见表 4 和表 5。b)地物配套属性信息,包括植被光谱信息、水体配套属性信息和土壤配套属性信息。格式见附录A。表 4典型地物信息表英文字段中文字段值域范围字段类型字段精度SpecID光谱样本编号Int64CultureType地物类型StringSpecType光谱类型StringCreate_User_ID创建人编号Int64Create_Time创建时间DateTimeUpdate_User_ID更新人编号Int64Update_Time更新时间DateTime表 5属性信息表英文字段中文字段值域范围字段类型字段精度SpecID光谱样本编号Int64DataLevel数据级别NumberSpectrumTypes光谱类型Int16ObservationDate观测日期DateTimeObservationTime观测时间StringObservationCon_Description观测内容描述StringFigureCoding地物编码StringRemarks备注StringDB 23/T 3563202356数据库结构设计描述光谱数据库设计，指导数据库管理相关产品研发的设计与开发，同时为各专项的设计开发提供参考。6.1光谱曲线管理a)spl_culture 光谱曲线记录主表，记录曲线 id 和对应的地物类别 id。表 7光谱曲线信息主表名称类型非空主键说明idint4TRUETRUE曲线 IDgeoclassidint4TRUEFALSE地物类别 idb)spl_culture_file 光谱曲线关联文件信息记录表，记录曲线 id 对应的文件字段内容。表 8光谱曲线关联文件信息记录表名称类型非空主键说明idint4TRUETRUE表 IDspectralcurveidint4TRUEFALSE曲线 idframeidInt4TRUEFALSE属性框架 idattributenameVarchar(100)TRUEFALSE属性字段名称filelistbytesTRUEFALSE文件内容c)spl_culture_filedata 光谱曲线关联文件记录表，记录曲线 id 对应的文件实体内容。表 9光谱曲线关联文件记录表名称类型非空主键说明idint4TRUETRUE表 IDspectralcurveidint4TRUEFALSE曲线 idguidVarchar(100)TRUEFALSE标识 idDatabytesTRUEFALSE文件信息d)spl_culture_value 光谱曲线值记录表，记录曲线 id 对应的曲线值信息内容。表 10光谱曲线值记录表名称名称类型类型非空非空主键主键说明说明idint4TRUETRUE表 IDspectralcurveidint4TRUEFALSE曲线 iddeminsInt4TRUEFALSE维度curvevaluebyteaTRUEFALSE反射率wavelengthbyteaTRUEFALSE波长wavelengthunitInt4TRUEFALSE波长单位descriptionVarchar(50)FALSEFALSE描述信息e)spl_culture_spatial 光谱曲线空间信息记录表，记录曲线 id 对应的空间信息内容。DB 23/T 356320236表 11光谱曲线空间信息记录表名称类型非空主键说明idint4TRUETRUE表 IDspectralcurveidint4TRUEFALSE曲线 idgeometryInt4TRUEFALSE空间信息gw_guidbyteaTRUEFALSEguidgw_update_timebyteaTRUEFALSE更新时间gw_update_typeInt4TRUEFALSE更新类型6.2属性框架管理spl_culture_frame 光谱曲线属性框架记录表，记录曲线 id 对应的属性框架表。表 12光谱曲线属性框架记录表名称类型非空主键说明idint4TRUETRUE表 IDcodeVarchar(64)TRUEFALSE框架编码typeInt4TRUEFALSE框架类型nameVarchar(64)TRUEFALSE框架名称framexmlbyteaTRUEFALSE框架 xmlattributetableVarchar(128)TRUEFALSE框架库表名descriptionVarchar(128)FALSEFALSE框架描述信息7建库流程及要求7.1数据处理按本文件5.3要求，对数据进行处理，使其数学基础符合要求。7.2数据检查按本文件5.4数据内容及格式对数据信息进行检查，对不符合文件组成的数据进行分析和错误修改。7.3建库流程包括数据准备、数据入库前质量检查、数据处理、数据处理后检查、数据入库、入库后检查等步骤。建库流程如图2所示。DB 23/T 356320237图 2数据入库流程图8质量检查质量检查具体内容和要求见附录B。9安全性要求数据库安全性标准执行GB/T 20273、GB/T 20009和GB/T 22239的规定。库体创建数据准备入库前检查修改修改否是数据处理数据检查数据入库数据入库后检查是否合格是否合格否是是否合格是否数据库DB 23/T 356320238AA附录A（规范性）典型地物目标描述表 A.1 植被目标描述表英文字段中文字段值域范围字段类型字段精度SpecID光谱样本编号Int64CropName植被名称StringCropSpecies植被种类StringCropVariety植被品种StringCropCoverage植被覆盖率DoubleCrop_Near-View_ColorPicture植被近景彩照Image表 A.2 水体目标描述表英文字段中文字段值域范围字段类型字段精度WetlandName湿地名称StringWetlandCategory湿地类别StringWaterCondition水体状况StringWater_Biomass水中生物量StringPollutionCondition污染状况StringContaminationDegree污染程度StringColorPhotos_Water水体远近景彩照ImageWaterDepth水深DoubleWaterColour水色StringTransparency透明度StringWaterTemperature水温DoubleSuspendedSubstanceConcentration悬浮物浓度DoubleTurbidity浊度DoubleTotalNitrogenContent总氮含量DoubleTotalPhosphorusContent总磷含量DoubleChlorophyll_a_Content叶绿素 a 浓度DoubleChlorophyll_b_Content叶绿素 b 浓度DoubleChlorophyll_c_Content叶绿素 c 浓度DoubleTotalChlorophyllConcentration总叶绿素浓度DoubleDB 23/T 356320239表A.2水体目标描述表（续）英文字段中文字段值域范围字段类型字段精度LabilePhosphate活性磷酸盐DoubleNitricAcid硝酸氮DoubleNitrousNitrogen亚硝酸氮DoubleOilFilmThickness油膜厚度DoubleSalinity盐度DoublePHValuePH 值DoubleAmmoniaNitrogenContent氨氮含量DoublePermanganateIndex高锰酸盐指数DoubleCOD化学需氧量DoubleDissolvedOxygen溶解氧DoubleFive-dayBiochemicalOxygenDemand五日生化需氧量DoubleRemarks备注String表 A.3 土壤目标描述表英文字段中文字段值域范围字段类型字段精度SpecID光谱样本编号Int64SoilName土壤名称StringSoilType土壤类型StringSoilSurfaceRunoff土壤表面径流StringSoilPermeability土壤渗透性StringSoilDrainage土壤排水性StringSoil_ColorPhotos土壤远近景彩照ImageRemarks备注StringDB 23/T 3563202310BB附录B（资料性）质量检查记录表第 次检查第 页/总 页检查内容抽检率合格率检查合格序号检查内容是否是否1地表反射率光谱测量记录表、实际材料图、鉴定或分析报告中编号等相关信息是否一致。2地表反射率测量记录表是否清晰、准确、完整3数据属性记录表的字段是否完整、取值范围、数据类型是否符合要求4实际材料图标注内容是否完全、规范5照片格式与清晰度是否满足要求6光谱数量整理的格式是否满足要求7光谱质量是否满足要求存在的问题、改正措施与结果检查人：检查日期：