Scope
The ISO 19124 series is focused on calibration and validation (Cal/Val) of remote sensing data, which are collected by a sensor on-board a platform in a mission, and products derived in part or whole from the data. The ISO 19124 series defines the metadata related to the calibration and validation process that has not been defined in other ISO/TC 211 International Standards. The metadata allows the data providers to provide a standardized description of the Cal/Val process they have applied to the data. It allows the data users to get the same forms of metadata from different data providers.
ISO 19124 系列專注于遙感數(shù)據(jù)的校準和驗證 (Cal/Val)，這些數(shù)據(jù)由任務(wù)中平臺上的傳感器收集，以及部分或全部從數(shù)據(jù)中衍生的產(chǎn)品。 ISO 19124 系列定義了與其他 ISO/TC 211 國際標準中未定義的校準和驗證過程相關(guān)的元數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)允許數(shù)據(jù)提供者提供他們應(yīng)用于數(shù)據(jù)的 Cal/Val 過程的標準化描述。它允許數(shù)據(jù)用戶從不同的數(shù)據(jù)提供者獲取相同形式的元數(shù)據(jù)。
This document addresses the overall framework and common calibration and validation processes related to Earth observation data and derived products from different types of remote sensors.
本文件闡述了與地球觀測數(shù)據(jù)以及來自不同類型遙感器的衍生產(chǎn)品相關(guān)的總體框架以及常見校準和驗證過程。
Subsequent parts in the ISO 19124 series will target data from specific sensors, for example, infrared, ultraviolet/visible/near-infrared, microwave, or broadband, products derived from those data, and calibration and validation sites.
ISO 19124 系列的后續(xù)部分將針對來自特定傳感器的數(shù)據(jù)，例如紅外線、紫外線/可見光/近紅外線、微波或?qū)拵А倪@些數(shù)據(jù)衍生的產(chǎn)品以及校準和驗證站點。
Calibration addresses a geometric, radiometric, or spectral correction of the data. Validation addresses an evaluation of the quality and the accuracy of the data and the derived products.
校準涉及數(shù)據(jù)的幾何、輻射或光譜校正。驗證涉及對數(shù)據(jù)和衍生產(chǎn)品的質(zhì)量和準確性的評估。
Figure 1
- CA_CalibrationValidation：
這是一個頂層類，代表整個校準和驗證的內(nèi)容。這個類從 ISO 19115-1:2014 的 MD_ContentInformation 類派生。 - CA_Methods（Fig2） 和 CA_RefSources（Fig3）：
? CA_Methods：描述了執(zhí)行校準和驗證時使用的各種方法。這個類包含多種具體的校準方法，如在軌交叉校準、代理校準等。
? CA_RefSources：提供校準和驗證所需的參考源信息。這個類包括各種自然和人造的參考物體，如太陽漫反射板、黑體、天體等。 - CA_SensorCalVal 和 CA_DataProductCalVal：
? CA_SensorCalVal：描述了傳感器本身的校準和驗證過程，分為兩個子類：
? CA_PreLaunchCalVal：發(fā)射前的校準和驗證，涵蓋了在發(fā)射前對傳感器進行的所有測試和性能驗證。
? CA_PostLaunchCalVal（Fig4）：發(fā)射后的校準和驗證，涉及對在軌傳感器的性能進行監(jiān)測和必要的調(diào)整。
? CA_DataProductCalVal：由遙感數(shù)據(jù)派生的產(chǎn)品的校準和驗證，保證數(shù)據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量符合特定的標準和需求。
? CA_RSDataCalVal（Fig5）：遙感數(shù)據(jù)的校準。涉及處理原始數(shù)據(jù)，如數(shù)字數(shù)值或輻射度量，確保這些數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換或使用前符合一定的標準和精度。
? CA_DerivedProductCalVal（Fig6）：派生產(chǎn)品的驗證。派生產(chǎn)品可能是通過遙感數(shù)據(jù)與算法或模型結(jié)合產(chǎn)生的，如土地覆蓋類型、溫度模型或其他環(huán)境指標。
? 這個類還包括一個可選屬性 calvalMaturityLevel，該屬性使用 MD_Identifier 類型來描述產(chǎn)品校準和驗證的成熟度。
Figure 2
CA_Methods包含了校準和驗證的各種通用方法，每一種子類代表一種特定的校準或驗證方法，保證數(shù)據(jù)和產(chǎn)品符合特定的質(zhì)量和性能標準。
- CA_OnBoard：
? 代表在傳感器上執(zhí)行的校準方法，比如使用內(nèi)置的校準源進行常規(guī)校準。 - CA_CrossCal：
? 表示交叉校準方法，用于比較和調(diào)整不同傳感器或不同時間點相同傳感器的測量結(jié)果，以保持長期的測量一致性。 - CA_VicCal：
? 代理校準方法，通常涉及使用地面或空中傳感器作為參考，以驗證衛(wèi)星傳感器的性能。 - CA_TrendCal：
? 趨勢校準，用于監(jiān)測傳感器性能隨時間的變化，確保傳感器長期內(nèi)的穩(wěn)定性和可靠性。
Figure 3
CA_RefSources描述了用于校準和驗證的參考源信息。
- CA_GoundRefSources地面參考源
- CA_NaturalRefSources：自然參考源
- CA_ManMadeRefSources：人造參考源
- CA_SourcesOptical光學(xué)傳感器參考源
- CA_SourcesForActiveOptical：主動光學(xué)傳感器的參考源
- CA_SourcesForPassiveOptical：被動光學(xué)傳感器的參考源
- CA_SourcesMicrowave微波傳感器參考源
- CA_SourcesForActiveMicrowave：主動微波傳感器的參考源
- CA_SourcesForPassiveMicrowave：被動微波傳感器的參考源
- CA_SourcesSound：聲音傳感器的參考源。
- CA_SourcesForActiveSound：主動聲學(xué)傳感器的參考源
- CA_SourcesForPassiveSound：被動聲學(xué)傳感器的參考源
Figure 4
Figure 4 展示了 CA_PostLaunchCalVal，描述發(fā)射后傳感器的校準和驗證過程。
- CA_PostLaunchCalVal：
? 主類，代表所有發(fā)射后的校準和驗證活動。 - 子類：
? CA_IR
? CA_Sound
? CA_UV_VIS_NIR
? CA_PassiveMicrowave
? CA_ActiveMicrowave
? CA_ActiveOptical這些類表示針對不同類型傳感器，紅外、聲音、紫外/可見/近紅外、被動微波、主動微波、主動光學(xué)的特定發(fā)射后校準過程。
Figure 5
Figure 5 描述了 CA_RSDataCalVal遙感數(shù)據(jù)的校準和驗證：
- CA_RSDataCalVal：
? 主類，代表對遙感數(shù)據(jù)進行的校準和驗證。 - 子類：
? CA_DataUV_VIS_NIR
? CA_DataIR
? CA_DataPassiveMicrowave
? CA_DataActiveMicrowave
? CA_DataActiveOptical
? CA_DataSound：這些類根據(jù)數(shù)據(jù)類型，紫外/可見/近紅外、紅外、被動微波、主動微波、主動光學(xué)、聲音細分數(shù)據(jù)校準和驗證過程。
Figure 6
Figure 6 展示了 CA_DerivedProductCalVal 類及其結(jié)構(gòu)，用于驗證由遙感數(shù)據(jù)派生產(chǎn)品。
- CA_DerivedProductCalVal：
? 主類，代表對派生產(chǎn)品進行的驗證過程。 - 子類：
? CA_NumericalProduct 和 CA_CategoricalProduct：分別處理數(shù)值產(chǎn)品（如土地表面溫度）和分類產(chǎn)品（如土地覆蓋類型）的驗證。
? CA_ValidationPlan 和 CA_ValidationProcess：驗證計劃和實施過程的類，確保驗證活動的系統(tǒng)性和全面性。
Figure 10
Figure 10展示了 CA_ValidationPlan 類及其相關(guān)子類，說明校準和驗證計劃。
- CA_ValidationPlan 是一個抽象類，用于定義整個驗證過程的規(guī)劃階段。這個計劃包括一系列步驟和要求，確保遙感數(shù)據(jù)和派生產(chǎn)品的校準和驗證按照預(yù)定的標準執(zhí)行。
子類 - CA_ValidationPlan 包括幾個具體的子類，每個子類代表驗證計劃中的一個特定方面：
- CA_ValSteps：
? 該類包含一系列的驗證步驟，如儀器特性化、傳感器校準、校準驗證、數(shù)據(jù)質(zhì)量評估、數(shù)據(jù)產(chǎn)品驗證等，每個步驟都有一個布爾屬性表示是否包括該步驟。 - CA_ValHierarchy：
? 代表驗證活動中不同階段的層級，如階段1驗證、階段2驗證等，也通過布爾值來指示每個階段是否被實施。 - CA_ValSiteRequirements：
? 描述了驗證場地的需求，如可訪問性、現(xiàn)有設(shè)施的特性、長期科學(xué)研究承諾、均勻性、代表性生物群落的需求，以及與現(xiàn)有驗證站點的互補性。 - CA_ValDataProduct：
? 關(guān)注于數(shù)據(jù)產(chǎn)品驗證前后的測量需求，如參與不同組別的需求、數(shù)據(jù)存檔、時間和空間誤差的量化、感測器生命周期內(nèi)的持續(xù)性地面測量需求等。 - CA_ValRecomm：
? 提供具體的校準和驗證建議，如應(yīng)用板載參考系統(tǒng)、使用月球進行輻射特性化、追溯性、每個通道的文檔化、質(zhì)量評估、元數(shù)據(jù)的完整性、估算精度等。
Figure 11
Figure 11展示了 CA_ValidationProcess 類及其相關(guān)子類，說明驗證過程的實施階段。以下是可能包含的類和子類：
- CA_ValidationProcess用于定義執(zhí)行驗證活動的具體過程。這包括了從數(shù)據(jù)的收集到最終分析和解釋各種數(shù)據(jù)的方法和步驟。
子類
- CA_StatisticComputation（枚舉類型）：
? 定義了在驗證過程中可用的各種統(tǒng)計計算方法，如平均測量值、誤差、兩樣本間差異、內(nèi)在差異、概率密度函數(shù)、誤差模型、方差、協(xié)方差、偏差、中值差異、均方根偏差、符合均方根偏差、時間序列分析等。 - CA_Analysis：
? 這個類負責(zé)執(zhí)行最終的數(shù)據(jù)分析，使用 CA_StatisticComputation 中定義的方法。它具有一個屬性 method，該屬性指定將使用哪種統(tǒng)計計算方法來分析數(shù)據(jù)。
