ICS 07.040 A 75 中华人民共和国国家标准 GB/T36540—2018 水体可见光-短波红外光谱反射率测量 VIS-SWIR spectral reflectivity measurement of water 2019-02-01实施 2018-07-13发布 国家市场监督管理总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 36540—2018 目 次 前言 1 范围 规范性引用文件 2 3 术语和定义 测量条件 4.1 测量环境 4.2 测量工作人员 4.3 测量装置 5测量准备 5.1 测量策划 5.2 测量装置检查和调试 6 基本测量 6.1 确定测量目标 6.2 确定测量时间 6.3 光谱测量仪安装及参数设定 6.4 标准参考板安置 6.5 测量步骤 6.6 测量次数 6.7 测量速度 6.8 观测几何 6.9 测量结束 7 配套测量 7.1 测点和采样点定位 7.2 水体理化和生物特性测量 7.3 容器本底光谱反射率测量 7.4 天空光占比测量 7.5 水温测量和气象条件观测 7.6 影像拍摄 8测量记录 8.1 基本信息 8.2 配套信息 9测量数据处理 9.1 水体光谱反射率测量数据处理 9.2容器本底光谱反射率测量数据处理· 9.3 天空光占比测量数据处理. 12 10 测量工作总结 13 GB/T36540—2018 10.1 总结报告编制 13 10.2 文件资料归档 13 附录A（资料性附录） 水体光谱反射率测量记录表 14 GB/T 36540—2018 前言 本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。 本标准由中国科学院提出 本标准由全国遥感技术标准化技术委员会（SAC/TC327）归口。 本标准起草单位：上海市气象局、中国科学院上海技术物理研究所、中国科学院光电研究院、中国科 学院遥感与数字地球研究所、上海卫星工程研究所 本标准主要起草人：尹球、巩彩兰、胡勇、贾媛媛、许华、张风丽、陈强、王新鸿。 Ⅲ GB/T36540—2018 水体可见光-短波红外光谱反射率测量 1范围 量、配套测量、测量记录、测量数据处理和测量工作总结。 本标准适用于获取未冻结的陆域地表水体和近岸海域水体在380nm～2500nm波长范围内的光 谱反射率数据，波长在300nm～380nm近紫外范围内的水体光谱反射率测量以及其他未冻结海域水 体的可见光-短波红外光谱反射率测量可参照执行。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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/T12936太阳能热利用术语 GB/T13195水质水温的测定温度计或颠倒温度计测定法 GB/T14950摄影测量与遥感术语 GB 17378.3 海洋监测规范第3部分：样品采集、贮存与运输 GB/T33988 城镇地物可见光-短波红外光谱反射率测量 HJ493水质采样样品的保存和管理技术规定 HJ494水质采样技术指导 QX/T46 地面气象观测规范第2部分：云的观测 QX/T47 地面气象观测规范第3部分：气象能见度观测 QX/T51 地面气象观测规范第7部分：风向和风速观测 3 术语和定义 GB/T12936、GB/T13195、GB/T14950、GB17378.3、GB/T33988、HJ493、HJ494、QX/T46、 QX/T47QX/T51界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 总太阳光 total sunlight 到达测量面的直射太阳光和天空光（又称漫射太阳光）的总和。 注1：其量化表达为：总太阳光辐照度等于直射太阳光辐照度与天空光辐照度之和。 注2：太阳光若无限定，指总太阳光 3.2 天空光占比 proportion of sky light 到达测量面的天空光占总太阳光的比例。 注：其量化表达为天空光辐照度与总太阳光辐照度之比。 3.3 容器本底光谱反射率 background spectral reflectivity of container 用于水样光谱反射率测量的容器，在空置状态下，经过内表面对人射光的吸收和反射过程，在其开 1 GB/T36540—2018 口面处的光谱反射率。 3.4 观测几何 geometry of observation 观测高度、观测视场、观测天顶角、观测方位角、太阳天顶角及太阳方位角的组合。 4测量条件 4.1测量环境 光谱测量对环境要求如下： a）J 应以自然太阳光为光源，测量时太阳天顶角应不大于50° b) 应天气晴好，光照稳定。天空云量宜为晴或少云，气象能见度宜优于10km。 c) 风力应不超过4级，并避免运动物体对水体目标波浪特性和水质特性的影响。 (p 光谱测量仪与水体目标及标准参考板之间应无任何遮挡物，并避免周边环境和测量装置对水 体目标及标准参考板的阴影和反射影响。 4.2 测量工作人员 光谱测量对工作人员要求如下： a）应着暗色弱反射衣物； b) 站位应不影响光谱测量仪与被测目标及标准参考板之间的通视，并避免工作人员对水体目标 及标准参考板的阴影和反射影响； c) 应有作业保护措施，确保工作人员与测量装置安全。 4.3 测量装置 4.3.1光谱测量仪 光谱测量仪性能及定标要求如下： 性能稳定，携带方便，易操作。 a) b) 电池贮量应满足外场使用时长要求。 c) 测量波长范围应覆盖380nm（含）～2500nm（含）。 （P 每两年应至少进行一次光谱定标。380nm（含）～1050nm波长范围内，光谱分辨率应优于 5nm；1050nm（含）~2500nm（含）波长范围内，光谱分辨率应优于10nm。波长精度应优于 1nm，测量噪声等效辐亮度应小于3×10-9W/（cm²·sr·nm）。 e) 每年应至少进行一次辐射定标或在使用前后进行辐射定标。若需用到多台光谱测量仪，应对 各光谱测量仪统一进行辐射定标。380nm（含）～1050nm波长范围内，辐射定标准确度（或 称绝对精度，包含系统误差和随机误差）应不低于士5%；1050nm（含）～2500nm（含）波长范 围内，辐射定标准确度应不低于士7% 4.3.2标准参考板 标准参考板性能及定标要求如下： SAC a） 板面应平整、无荧光、易清洁。 b）根据排除水体耀斑影响的被测水体目标光谱反射率可能最大值，宜选择光谱反射率与之接近 的标准参考板，其光谱反射率大小通常在5%～50%。 c)/ 反射性能稳定、光谱选择性小、各向同性、均匀。以平均反射率值为基准，其反射率的相对变化 2 GB/T36540—2018 应满足： 年变化不超过土2%； 380nm（含）~1050nm波长范围内，随波长变化不超过士2%； 一一1050nm（含）～2500nm（含）波长范围内，随波长变化不超过土5%； 一入射光天顶角和观测天顶角小于65°范围内，随方向变化不超过士5%； 一除边缘防护区域外，随板上位置变化不超过1% d）每半年应至少进行一次光谱反射率定标或在使用前后进行光谱反射率定标，每次清洁后应重 新定标。若需用到多块标准参考板，应对各标准参考板统一进行光谱反射率定标。380nm （含）～1050nm波长范围内，光谱反射率定标准确度应不低于±1%；1050nm（含）~～ 2500nm（含）波长范围内，光谱反射率定标准确度应不低于士2%。 e）/ 应保持清洁，避免接触化学物质或坚硬物体。若反射性能出现明显退化，应予以清洁或更换 4.3.3配套设备 各配套设备要求分别如下： a) 照相设备：应具有记录照相日期和时间功能； b) 定位设备：定位精度应优于15m； c） 作业平台：包括测量船、桥梁及水岸等，应有安全护栏或其他安全保护措施，并配备能可靠装载 光谱测量仪的悬臂； 水样光谱反射率测量容器：容器内表面应做均匀无光发黑处理，并保持清洁；容器水平截面内 圈宜为圆形或正方形，且以开口面内圈尺寸为最小；容器开口面内圈尺寸宜不小于1m，容器 内底面深度宜不小于1m：除边缘区域外，入射天顶角和观测天顶角小于65°范围内，水平空置 状态下的容器开口面光谱反射率应不超过4%，光谱反射率年绝对变化应不超过土0.5%，过水 前与过水晾干后的光谱反射率绝对变化应不超过士0.5%； 遮光板：应具有暗色弱反射表面特性，尺寸宜为天空光占比测量所用标准参考板尺寸的1.1倍 e）i （含）～1.2倍（含），并配备能满足遮挡直射太阳光需要的支撑件和固定件； f) 水温测量、水样采集和保存设备：应符合GB/T13195、GB17378.3、HJ493和HJ494的要求； g) 气象观测设备：应符合QX/T46、QX/T47和QX/T51的要求。 4.3.4测量装置其他要求 测量装置其他要求如下： a) 测量装置的包装应满足运输要求。运输及使用过程中，应防正测量装置受到碰撞与剧烈颠簸 若发生碰撞与剧烈颠簸，应进行检查，确认测量装置性能是否发生变化；若性能发生变化，应重 新调试，必要时可重新定标，再用于测量。 b）光谱测量仪视场角大小与标准参考板尺寸及水样光谱反射率测量容器开口面尺寸的配置应符 合观测几何要求。 5测量准备 5.1测量策划 制定测量计划，确定测量目的、测量内容、任务分工、行程安排及测量日程。 5.2 测量装置检查和调试 出发前和测量前，应检查各测量装置是否完好，相关配件是否齐全，所需电池电量或电源供应是否 3