陆地观测卫星0级数据格式规范

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国家标准 GB/T38081一2019 陆地观测卫星0级数据格式规范 Speeifieationforlevel0dataformatoflandoservationsatellite 2019-10-18发布 2020-05-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T38081一2019 次 目 前言 引言 范围 规范性引用文件 术语和定义 缩略语 0级数据内容 格式要求 信号数据文件格式 6.1 信号数据赖索引文件格式 6.2 辅助数据文件格式 6.3 6.4星上定标数据文件格式 6.5数据描述文件格式 命名规则 基础名称 7.1 信号数据文件命名 7.2 信号数据帆索引文件命名 7.3 7.4辅助数据文件命名 7.5星上定标数据文件命名 7.6数据描述文件命名 附录A资料性附录)信号数据格式示例 附录B资料性附录辅助数据格式示例 附录c(资料性附录数据描述文件格式示例 附录D(资料性附录)0级数据文件命名示例 参考文献
GB/38081一2019 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 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这些专利的责任 本标准由科学院提出 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;资源卫星应用中心,航天恒星科技有限公司、科学院光电研究院、二十 世纪空间技术应用股份有限公司 本标准主要起草人徐建艳、王小燕、喻文勇、龙小祥,汪红强、郝胜勇、胡坚、李子扬、秦敬芳、,严明
GB/T38081一2019 引 言 近年来,我国航天陆地观测卫星与地面应用系统技术得到快速发展,已经建设完成环境与灾害监 测,资源观测等不同系列的陆地观测类卫星和地面处理应用系统 但由于卫星研制状态、地面系统需 求、系统研制单位和系统建设阶段不同等多种因素,造成地面系统在0级数据记录与交换方面出现很大 差异,将对我国陆地观测卫星0级数据的统一管理和后续处理应用造成影响 通过研究我国陆地观测卫星地面处理系统中定义的0级数据格式,并考虑在建在研高分和资源系 列等后续星的0级数据格式,本标准针对信号数据描述、信号数据存放格式、辅助数据格式以及数据文 件命名进行了明确规定,为实现0级数据格式的规范化管理,保证后续卫星0级数据格式的一致性和方 便使用性提供了依据 本标准的前期成果先后在环境与灾害监测预报小卫星星座1A/1B/1C卫星、中巴地球资源卫星 二号/三号/四号卫星进行了验 02C/04星,资源三号卫星01/02星、实践九号卫星A/B星和高分一号/5 证,初步实现了多星0级存档格式的规范化管理与使用,在陆地观测卫星地面建设和运行中发挥了重要 作用 本标准适应我国陆地观测类卫星非视频相机0级数据格式接口的制定将极大满足陆地观测卫星 地面系统、数据处理研究等机构对0级数据统一管理,使用以及新处理系统格式规范化的需求
GB/T38081一2019 陆地观测卫星0级数据格式规范 范围 本标准规定了陆地观测卫星0级数据的内容、格式要求和文件命名规则 本标准适用于陆地观测卫星搭载的全色遥感器、多光谱遥感器、高光谱成像仪、合成孔径雷达等成 像遥感器的0级数据格式的制定,其他对地观测卫星遥感器0级数据格式制定可参照执行 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/T14950-2009摄影测量与遥感术语 GB/T31011一2014遥感卫星原始数据记录与交换格式 术语和定义 GB/T149502009和GB/T31011一2014界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 陆地观测卫星landobservationsatellite 以地球陆地资源和环境观测为主的各种人造地球卫星 3.2 0级数据level0data 地面系统对卫星原始数据进行帧同步,解扰,解格式,解压缩和解密等处理,提取出遥感器获取的科 学数据和辅助数据,并进一步整理和格式化处理,以便于保存和后续处理的数据 注:改写GB/T36301一2018,定义3.1.3 3.3 信号数据signaldata 遥感器采集的数据 3.4 ation 帧同步 framesynchroniz. 对原始数据进行帧同步字识别与字节对齐,恢复原始数据帧格式的过程 3.5 解扰descramble 针对星上对下行数据做加扰处理的逆处理过程 3.6 解格式deformat 对原始数据进行格式解析,分离出星上各遥感器信号数据的过程 3. 解压缩decompress 针对星上对遥感器信号数据做压缩处理的逆处理过程
GB/T38081一2019 3.8 解密deerypt 针对星上对下行数据做加密处理的逆处理过程 3.9 格式化处理formatprocessing 数据在进行帧同步、解扰、解格式、解压缩等处理后,进行数据格式编排的过程 3.10 辅助数据auxiliarydata 用于定量表示获取遥感数据时遥感器的时间、轨道、姿态参数和其他相关工程参数等的数据 3.11 星上定标数据in-fightealbrationdata 卫星运行过程中利用遥感器的内部定标装置所获取用于遥感器定标的数据 缩略语 下列缩略语适用于本文件 GPs;全球定位系统(GlobalPositionsystenm) SAR;合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar) xML;可扩展标记语言(extensibleNMarkup Language 0级数据内容 5 陆地观测卫星0级数据由信号数据文件、信号数据帧索引文件、辅助数据文件、星上定标数据文件 和数据描述文件组成,见表1 卫星下传的遥测,GPs,姿态敏感器,力学参数等星务数据经帧同步格式整理,并按卫星与地面系统 接口规范提供的格式存储形成的文件,也可作为0级数据的一部分 表10级数据组成及文件格式 序号 文件名称 格式 描述 信号数据文件 二进制存放遥感器获取的信号数据,，一个或多个文件 每个信号数据文件对应一个信号数据恢索引文件,是对应信号数据每 信号数据帧索引文件 二进制 顿的相对赖计数、绝对顿计数,为信号数据提供赖号索引信息 辅助数据文件 二进制 存放遥感器数据顿格式中每顿的辅助数据,一个或多个文件 星上定标数据文件 二进制 存放具备定标装置的遥感器定标系统输出的数据 数据描述文件 对0级数据内容和相关信息进行描述,一个或多个文件 XMl 星务数据文件 二进制 按卫星与地面系统接口规范提供的格式存储,本标准不做格式定义 注分波段或分探测器片保存时,信号数据文件,辅助数据文件,数据描述文件等包含多个文件 格式要求 6 6.1信号数据文件格式 信号数据应采用二进制格式,按帧存放 每帧数据包括一到多个波段的数据,基本形式见图1 信
GB/T38081一2019 号数据格式示例参见附录A 第1赖 波段1信号数据 波段2信号数据 波段"信号数据 第2赖 波段1信号数据 波段2信号数据 波段n信号数据 第n锁 波段1信号数据 波段2信号数抛 波段"信号数据 图1信号数据存放示意图 信号数据格式应满足如下要求: 对于多谱段信号数据,每帧数据应按波段顺序依次存放 a b 信号数据以整字节方式存放 当有效位数为非整字节时应使用大于有效位数的整字节,高位 或者低位补0 高字节在前,低字节在后 信号数据位数、有效位数、补0位置、数据顿长及信 号数据所含的波段数应在数据描述文件中给出 当遥感器信号数据按多片探测器输出时每波段信号数据应按探测器片存储 当遥感器多谐段数据咖号不同步时,应分波段存储 d 6.2信号数据顿索引文件格式 信号数据帧索引文件每顿8字节,采用二进制格式按帧存放,基本形式见图2 信号数据帧索引文 件顿与对应信号数据文件帧完全对应 第1赖 相对计数 绝对顿计数 第2桃 相对计数 绝对计数 绝对赖计数 第n锁 相对计数 图2信号数据帧索引信息存放示意图 信号数据索引文件格式应满足如下要求: 相对帧计数是对应信号数据帧在信号数据文件中的帧计数,从0开始连续递增,为4字节无符 aa 号整数,低字节在前,高字节在后， 绝对赖计数是对应信号数据由卫星赋予的绝对计数,从随信号下传的辅助数据中提取,为 b 4字节无符号整数,低字节在前,高字节在后 6.3辅助数据文件格式 辅助数据按星上下传的辅助数据顺序排列,采用二进制格式,按帧存放 每帧辅助数据前增加帧计 数信息,基本形式见图3 辅助数据格式示例参见附录B. 相对帆计数 绝对帆计数 辅助数据 第1帆 第2 相对帆计数 绝对帆计数 辅助数据 第》帆 相对计数 绝对计数 辅助数据 图3辅助数据存放示意图 辅助数据文件格式应满足如下要求 相对帧计数是遥感器数据帧格式中每帧的辅助数据在辅助数据文件中的帧计数,从0开始连 续递增,为4个字节无符号整数,低字节在前,高字节在后
GB/T38081一2019 b 绝对帧计数是每帧辅助数据中自带的绝对帧计数,为4个字节无符号整数,低字节在前,高字 节在后;可建立辅助数据与载荷数据的关联;其帜长应在数据描述文件给出 辅助数据是星地接口规范描述遥感器数据帧格式中每帧自带的数据,如帧头标识时间计数、 姿轨数据,遥感器参数等; d 当遥感器数据按多片探测器输出且每片均有辅助数据时,辅助数据文件可按探测器片存储; 当遥感器为多波段且有各自的辅助数据时,辅助数据文件可分波段保存 e 6.4星上定标数据文件格式 星上定标数据采用二进制格式,按存放,基本形式见图4 星上定标数据长在数据描述文件中 给出 相对赖计数 第1赖 绝对赖计数 星上定标数据 第2赖 相对赖计数 绝对赖计数 星上定标数据 第n赖 相对械计数 绝对赖计数 星上定标数据 图4星上定标数据存放示意图 星上定标数据文件格式应满足如下要求 相对计数是对每倾内定标数据的计数,从0开始连续递增,为4个字节无符号整数,低字节 a 在前,高字节在后; b 绝对帧计数是星赋予的每帧内定标数据的绝对帧计数,从随内定标数据下传的辅助数据中提 取,为4个字节无符号整数,低字节在前,高字节在后 辅助数据中无绝对帧计数时填0 对于多谱段信号数据,星上定标数据按波段顺序依次存放,即先存放第1波段的1帧星上定标 c 数据,再存放第2波段的1帧星上定标数据,以此类推 6.5数据描述文件格式 数据描述文件采用XML文本格式,对0级数据内容和相关信息进行描述,可包括表2所示信息参 数 数据描述文件格式示例参见附录C 表2数据描述文件信息参数 序号 字段名称 英文标识 类型 说明 SatelitelD 数据所属的卫星标识,如" 卫星标识 String “GF1”表示高分一号 数据所属的遥感器标识,如“PMs"表示全色多光 SensorlID 遥感器标识 String 谱遥感器 波段标识 数据所属的波段标识,如“PAN”表示全色波段 BandID String 数据ID DatasetID 数据唯一序列号,取值范围为1一214748.364" Long 成像圈号 lmageID 数据成像圈号,取值范围为1~999999 nt 接收圈号 ReeOrbtD lnt 数据接收圈号,取值范围为1999999 接收地面站标识 ReceiveStationlD String 数据接收站标识,如“MYN”表示密云站 波段数 BandsNumber lnt 信号数据包含波段数 遥感器工作模式标识,如“ “ss”表示sAR数据的 工作模式 lmagingMode string 标准条带
GB/T38081一2019 表2(续 序号 类型 说明 字段名称 英文标识 成像起始时间,采用北京时,格式为YYYY-MM l0 数据起始时间 Datetime magingStartTime DDHH;mm:ss 成像结束时间,采用北京时,格式为YYYY- MM 1 数据结束时间 Datetime lmagingStopTime DDHH;mm;ss 根据0级数据丢帜,填充情况给出质量级别,用 12 数据质量 DataQuality Int 0~10表示,分值越大数据质量越好 13 L0FrameLength 信号数据赖长 信号数据每帧的字节数 nt 14 辅助数据顿长 AuxFramel.ength Int 辅助数据每的字节数 15 星上定标数据顿长 CalFrammel.ength Int 星上定标数据每的字节数 16 信号数据字长 BitPerPixel lnt 信号数据值的位数,如16位 信号数据有效位数 ValidBitPerPixel lnt 信号数据值的有效位数,如12位 信号数据补o 18 PixelFillO Enum 0;低位补0;l:高位补0 L0FleName 信号数据文件名 对于多个信号数据文件,以逗号隔开 19 String AuxFileName 20辅助数据文件名 对于多个辅助数据文件,以逗号隔开 String 21 星上定标数据文件名 CalFileName String 对于多个星上定标数据文件,以逗号隔开 文件生成时间,采用北京时,格式为:YYYY-MM 22 数据生成时间 CreationTime Datetime DDHH:mm:ss 命名规则 7.1基础名称 0级数据各文件基础名称应包括但不限于卫星名、遥感器名、成像日期、接收圈号、接收站名及数据 集标识等信息,字段之间用“一”连接 基础字段构成见表3 0级数据基础名称示例参见附录D 表30级数据基础名称字段组成 序号 字段名称 占用字节 类型 说明 3~5 采用卫星名称缩写 卫星名 String 遥感器名 35 采用遥感器名称或缩写,不可出现“-"和“-"字符 String 成像日期 Datetime 当前数据的成像日期,表示为YYYMMDD 标识SAR的成像工作模式,仅适用于SAR,对于其他 25 成像模式 String 载荷该字段空缺 如sS表示标准条带模式 接收圈号 Int 当前数据的接收圈次,不够6位前端补0 表示接收站名或地名,如MIYN表示俯云站,sYC表 接收站名 String 示三亚站、KSC表示喀什站
GB/T38081一2019 表3(续 序号 字段名称 占用字节 类型 说明 标识sAR的极化方式,仅适用于sAR,对于其他载荷 极化方式 该字段空缺 采用H与V的组合表示,其中H表示 String 水平极化,V表示垂直极化 数据集标识 当前数据的唯一标识号,不够10位时前端补o 10 Long 7.2信号数据文件命名 信号数据文件命名规则如下 单个信号数据文件命名为;基础名称.DAT; a b) 当信号数据分波段保存时,在基础名称基础上增加波段标识;基础名称-波段标识.DAT,波段 标识占用3个字节,如PAN表示全色波段、MUX表示多光谱波段 当信号数据分探测器片保存时,在基础名称或基础名称波段标识基础上增加探测器片号标 识;基础名称-探测器片号标识.DAT或基础名称-波段标识探测器片号标识.DAT,探测器片 号标识占用3个字节,如co1,C02,C03分别表示探测器片1、探测器片2,探测器片3等,以此 类推 信号数据文件名示例参见附录D. 7.3信号数据帧索引文件命名 每个信号数据文件对应一个信号数据帧索引文件,信号数据帧索引文件命名为:基础名称.FI 信号数据帧索引文件名示例参见附录D. 7.4辅助数据文件命名 辅助数据文件命名规则如下 单个辅助数据文件命名为;基础名称.AUX a b 当辅助数据文件分波段保存时,在基础名称基础上增加波段标识:基础名称-波段标识.AUX， 波段标识占用3个字节; 当辅助数据文件分探测器片保存时,在基础名称或基础名称-波段标识基础上增加探测器片号 标识;基础名称-探测器片号标识.AUX或基础名称-波段标识-探测器片号标识.AUX,探测器 片号标识占用3个字节 辅助数据文件名示例参见附录D. 7.5星上定标数据文件命名 星上定标数据文件命名为:基础名称.CAL 星上定标数据文件名示例参见附录D. 7.6数据描述文件命名 数据描述文件命名规则如下: 单个数据描述文件命名为;基础名称.XML a b 当数据描述文件分波段保存时在基础名称基础上增加波段标识;基础名称-波段标识.XML， 波段标识占用3个字节 数据描述文件名示例参见附录D
GB/38081一2019 附 录 A 资料性附录 信号数据格式示例 表A.1给出了以资源三号02星多光谱波段为例的一帧信号数据格式 表A.1一帧信号数据格式示例 序号 字节位置 信号数据内容 相对行计数 47 绝对行计数 823 相机辅助数据 B波段的一帆图像数据,3072×3×2字节,按探测器片顺序存储 第一片Co1:246167 24~18455 61681231m 第二片C02;6 第三片C03:l2312~18455 图像数据2字节存储,高10位有效,低位补0 2波段的一图像数据,3072×3×2字节 18456~36887 数据顺序;同波段 B3波段的一图像数据,3072×3×2字节 3688855319 数据顺序;同B波段 B4波段的一赖图像数据,3072×3×2字节 5532073751 数据顺序;同B1波段 注:资源三号02星多光谱数据包含4个波段(B1~B4),每个波段的每顿数据由3个探测器片(Co1~C03)输出 每个图像数据10位量化输出,以2个字节存储
GB/T38081一2019 附 录 B 资料性附录) 辅助数据格式示例 表B.1给出了以资源三号02星多光谱波段为例的辅助数据格式 表B.1一帧辅助数据格式示例 序号 字节位置 数据内容 相对计数,本文件内从0开始计数 绝对赖计数,从辅助数据中提取,3字节转化为4字节整型 第 -片探测器片co辅助数据,共16字节,依次为 遥感器标识:1字节; 连续赖计数;3字节; 8~23 -顿计数:l字节; -时间计数:3字节 辅助数据;8字节 24~39 第二片测器探片C02辅助数据,共16字节,字节分配情况同c01 4055 第三片探测器片C03辅助数据,共16字节,字节分配情况同C01
GB/38081一2019 附录 C 资料性附录 数据描述文件格式示例 以资源三号02星为例.数据描述文件格式示例如下 ?xmlversion=".0”encoding="UTF-8"?) IoDataMeta) (SatelliteID)ZY302(/SateliteID SensorIDTLc(/SensorIDy BandID八 Recording160 L0FileName》ZY302-NAD20160725-000858-SYC-0000000583.DAT，ZY302-FWD20160725 000858-SYC-0000000583.DAT，ZY302-BWD20160725-000858-SYC-0000000583,DAT(/L0FileName》 AuxFileName》ZY302-NAD-20160725-000858-SYC-0000000583.AUX，ZY302-FWD 20160725-000858-SYC-0000000583AUX，ZY302-BWD-20160725-000858-SYC-0000000583AUX AuxFileName CalFileName/八 CreationTime)2016-07-2601:00;56(/CreationTime》 《/10DataMeta
GB/T38081一2019 附 录 D 资料性附录) 0级数据文件命名示例 表D,1给出了以高分系列卫星为例的0级数据文件命名示例 表D.10级数据文件名示例 序号 名称 示例 GF1-wFV1-20140129-000999-KAS-0000000023 GF1PMs!20140129:099MD)0023 基础名称 GF2-PMS1-20140129-000999-MDJ-0000000023 GF3-SAR-20150129-Ss-000999-KAs-HHHV-0000000023 GF1-wFv1-2o140129-000999-KAs-0000000023.DAT GF1-PMS1-20140129-000999-MDJj-0000000023-PAN.DAT 信号数据文件名 GF2-PMS1-20140129-000999-MDJ-0000000023-MUX.DAT GF3-SAR-20150129-SS-000999-KAS-HHHV-0000000023.DAT GF1-WFV1-20140129-000999-KAS-0000000023.FI GF1-PMs1-20140129-000999-MDJ-0000000023-PAN-.,Fl 信号数据索引文件名 GF2-PMS1-20140129-000999-MDj-0000000023-PAN.FI GF3-SAR-20150129-SS000999-KAs-HHHHV-0000000023-,F GF1-wFV1-20130129-000999-KAs-0000000023,AUX GF1-PMS1-20140129-000999-MDJj-0000000023-PAN.AUX 辅助数据文件名 GF2-PMS1-20140129-000999-MDJ-0000000023-PAN-C1.AUX GF3-SAR-20150129-SS-000999-KAS-HHHV-0000000023.AUX 星上定标数据文件名 GF3-SAR-20150129-SS000999-KAS-HHHV-0000000023,CAL GF1-wFV1-20140129-000999KAS-0000000023.XMl GF1-PMS1-20140129-000999-MDJ-0000000023-PAN.XM 数据描述文件名 GF2-PMs1-20140129-000999-MD-0000000023-PAN.XMI G;F3-SAR-20150129-SS-000999-KASHHHV-0000000023.XML 0
GB/38081一2019 参 考文献 [1]GB/T36301一2018航天高光谱成像数据预处理产品分级 [[2]Q20094一2012陆地观测卫星地面处理系统术语 [3]NAsA.L.andsat7seienceDataUsersHandbook[2].2008 [4]NRSA.IRS-P6DATAUSER'sHANDBOOK.NATIONALREMOTESENSINGAGENCY [[Z].2003

陆地观测卫星0级数据格式规范GB/T38081-2019

随着遥感技术的不断发展，人类对于地球的认知也变得越来越深入。陆地观测卫星作为遥感技术的一种重要手段，可以获取大量的地表信息，如地形、植被、水资源等，这些数据对于环境监测、灾害评估、城市规划等方面都具有非常重要的作用。

然而，卫星拍摄下来的原始数据需要经过处理才能变成可用的产品，而数据格式就是其中的一个关键环节。数据格式规范直接影响到数据的存储、传输以及后续处理的有效性和效率，因此必须制定严格的标准。

陆地观测卫星0级数据格式规范GB/T38081-2019就是针对陆地观测卫星的数据格式进行统一规范的标准。该标准主要包括数据格式、数据字段、数据结构、数据字典等方面的规定，以及数据质量控制、数据存储和传输等方面的要求。

其中，数据格式是最基本的部分，它规定了数据的组织方式、存储方式和传输方式等。数据格式应该具有可读性、可扩展性、可压缩性等特点，能够适应不同场景下的数据处理需求。

数据字段是描述数据内容的最小单位，标准中详细规定了各个数据字段的含义和取值范围，确保数据在传输和使用过程中的一致性和准确性。

此外，数据结构也十分重要，它定义了数据字段之间的关系和组合方式，决定了数据如何被组织和处理。数据字典则是对于数据字段和数据结构之间的关系的说明。

通过遵循陆地观测卫星0级数据格式规范GB/T38081-2019的标准，可以提高数据处理的效率和精度，同时也便于数据的交换和共享。更重要的是，统一的数据格式规范为不同领域的应用提供了更加广阔的发展空间。

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