ICS 13.020.01 CCS Z 10 团 体 标 准 T/CSES 15—2020 城市黑臭水体遥感监管技术规范 Technical specification for remote sensing supervision of urban black-odorous water 2020 - 12 - 29发布 2020 - 12 - 29实施 中国环境科学学会 发布 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/CSES 15—2020 I 目 次 前言 ................................ ................................ ................ II 引言 ................................ ................................ ............... III 1 范围 ................................ ................................ .............. 1 2 规范性引用文件 ................................ ................................ .... 1 3 术语和定义 ................................ ................................ ........ 1 4 黑臭水体遥感监管 ................................ ................................ .. 2 5 质量控制 ................................ ................................ .......... 8 附录A（资料性） 高分2号卫星参数 ................................ ................... 10 附录B（资料性） 城市黑臭水体判别标准 ................................ ............... 11 附录C（资料性） 阈值选取 ................................ ........................... 12 附录D（资料性） 成果出图示例 ................................ ....................... 13 全国团体标准信息平台 T/CSES 15—2020 II 前 言 本文件按照 GB/T 1.1 —2020《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。 本文件由生态环境部卫星应用中心和南京师范大学提出。 本文件由中国环境科学学会归口。 本文件起草单位：生态环境部卫星环境应用中心、南京师范大学。 本文件主要起草人：朱利、吕恒、高红杰、周亚明、郁建林、孟斌、王 雪蕾、冯爱萍、黄莉、 杨子谦、李玲玲、李杨杨、许佳峰、周玲、洪恬林、李建超、王睿。 全国团体标准信息平台 T/CSES 15—2020 III 引 言 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染防治法 （2008修订）》，规范和 指导城市建成区黑臭水体监管工作，为城市水环境管理提供新的技术手段，制定本 文件。 城市水环境是城市生态环境的重要组成部分。然而，城市河流污染问题日趋严重，许多城市河流出 现了常年性或季节性的黑臭现象。持续且有效的黑臭水体监测，是进行整治黑臭水体的前提。常规的黑 臭水体监测不能获取整个城市黑臭水体空间分布状态，不利于城市黑臭水体的监管 和治理。 而卫星遥感 监测由于其宏观性、周期性的特点，为城市黑臭水体监测提供了新的手段。 本文件针对不同黑臭类型水体的光谱特征，建立黑臭水体遥感识别的模型，制 定了利用高空间分辨 率卫星识别城市黑臭水体的技术流程。 本文件制定 的技术流程方法可推广应用于我国的大中型城市， 以 期提高我国城市黑臭水体监管的效率。 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/CSES 15—2020 1 城市黑臭水体遥感监管技术规范 1 范围 本文件规定了城市黑臭水体遥感监管和 质量控制 。 本文件适用于我国基于遥感影像可提取的城市黑臭水体的监测、识别与管理，包括城市范围内与城 市在景观、建筑艺术、生态环境等方面充分融 合的水域 、流经城市的河段、城乡结合的河流及沟渠、城 市建成区 （或规划区 ）范围内的河流沟渠等水体，不包括湖泊和坑塘等。 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 14950 —2009 摄影测量与遥感术语 3 术语和定义 GB/T 14950 —2009界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 城市黑臭水体 urban black -odorous water 城市区域内呈现令人不悦的颜色和 （或）散发令人不适气味的水体的统称。 3.2 离水辐亮度 water-leaving radiance 经水 -气界面反射和透射后的向上辐射度。 3.3 遥感反射率 remote sensing reflectance 水面离水辐亮度与水面入射辐照度之比。 3.4 影像预处理 image preprocessing 对主要运算前的原始数据所进行的某些加工。 [来源：GB/T 14950—2009，5.169] 3.5 几何校正 geometric correction 为消除影 像的几何畸变而进行投影变换和不同波段影像的套合等校正工作。 全国团体标准信息平台 T/CSES 15—2020 2 [来源：GB/T 14950—2009，5.190] 3.6 大气校正 atmosphere correction 消除或减弱卫星遥感影像在获取时在大气传输中因吸收或散射作用引起的辐射畸变。 [来源：GB/T 14950—2009，5.191] 4 黑臭水体遥感监管 4.1 监管目的 利用高空间分辨率遥感影像数据开展城市黑臭水体的识别与监管工作，获取黑臭水体的空间分布、 黑臭河段长度和面积。 4.2 监管频次 黑臭水体监管的频次参考各监测区高分辨率影像的成像时间与质量。 考虑到 某些地区卫星成像数目 较少， 同时受天气的影响， 影像质量不佳， 至少需要保证一个季度到半年期间有一景影像用于监管识别， 或者根据生态环境主管部门监管需求进行监管。 4.3 遥感监管技术流程 4.3.1 概述 遥感监管技术流程包括 影像预处理、疑似黑臭水体识别、野外验证以及成果出图四个步骤，具体流 程见图1。 图1 技术流程图 全国团体标准信息平台 T/CSES 15—2020 3 a) 影像预处理 首先，获取完全覆盖遥感监测区的遥感数据，参考原则是遥感图像云层覆盖不超过 15%的数据 为有效数据， 为后续业务化应用和卫星遥感影像底图提供高质量的高分遥感数据； 高分辨率遥 感影像的预处理包括辐射定标、几何校正和大气校正等过程。 b) 疑似黑臭水体识别 通过人工目视解译提取城市水体获取城市的水体矢量图层；针对黑臭水体类型较为单一的区 域，建议使用归一化黑臭水体指数（ Normalized Difference Black -odorous Water Index ， NDBWI）；而针对较为复杂的黑臭水体类型的区域，建议使用决策树分类法；将所构建的黑臭 水体识别模型应用于预处理后的水面遥感反射率图像，对城市水体进行黑臭水体识别；结合监 测区实际情况及参考阈值范围，确定适用于监测区的黑臭水体阈值范围 。 c) 野外验证 将野外采集的星地同步样点用于模型验证，检验模型识别精度。 d) 成果出图 根据所识别的黑臭水体，利用专题制图模板，制作城市黑臭水体空间分布图，并对黑臭水体 面积和长度等信息进行统计分析，提交黑臭河段长度和面积统计报告。 4.3.2 影像预处理 4.3.2.1 获取影像数据源 建议城市黑臭水体遥感监管以 高空间分辨率遥感影像 （本文件以高分2号为例，具体参数见附录 A） 为主要数据源，并以国 内外高空间分辨率遥感影像 为补充。 4.3.2.2 影像预处理 4.3.2.2.1 概述 预处理主要包括三个步骤，分别是辐射定标、几何校正和大气校正。 4.3.2.2.2 辐射定标 遥感卫星辐射定标利用绝对定 标公式和官网更新的定标参数值进行计算得到， 按照公式（ 1）进行 计算。 ()()()() L Gain