1、 20XX- XX-XX 发布 20XX- XX-XX 实施 自 然 资 源 部 发布 ICS 07.040 A77 备案号 ： XXXX-XXXX 中华人民共和国测绘行业标准 CH CH/T XXXXX XXXX 光学遥感测绘卫星影像数据库建设规范 Specifications for image database construction of optical remote sensing satellite for surveying and mapping （ 报批 稿 ） CH/T XXXXX XXXX I 目 次 前 言 . III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3
2、 术语和定义 . 1 4 总体要求 . 1 4.1 时间参考 . 1 4.2 空间参考 . 1 4.3 元数据 . 2 4.4 数据格式 . 2 4.5 数据质量 . 2 4.6 安全要求 . 2 5 数据内容 . 2 5.1 数据组成 . 2 5.2 光学遥感测绘卫星影像产品 . 2 5.3 数据字典 . 2 5.4 辅助数据 . 2 5.4.1 地理底图数据 . 2 5.4.2 地名地址数据 . 2 6 数据库设计 . 2 6.1 基本要求 . 2 6.2 需求调研和分析 . 3 6.3 概念设计 . 3 6.4 逻辑设计 . 3 6.4.1 设计 . 3 6.4.2 数据组织 . 3 6
3、.4.3 元数据结构设计 . 4 6.5 物理设计 . 4 6.5.1 系统网络设计 . 4 6.5.2 数据库模式设计 . 4 6.5.3 数据一致性设计 . 4 6.6 安全设计 . 5 7 数据建库 . 5 7.1 建库流程 . 5 7.2 数据准备 . 6 7.3 数据库模型创建 . 6 7.4 数据入库前检查 . 6 7.5 数据预处理 . 6 7.6 数据入库 . 6 7.7 数据入库后检查 . 6 8 系统开发、测试与验收 . 6 CH/T XXXXX XXXX 8.1 系统功能设计 . 6 8.2 用户界面设计 . 7 8.3 软硬件选型 . 7 8.3.1 系统硬件选型 .
4、7 8.3.2 系统软件选型 . 8 8.4 系统开发 . 8 8.5 系统集成与部署 . 8 8.6 测试与验收 . 8 9 安全保障与运行维护 . 8 9.1 基本要求 . 8 9.2 安全管理 . 8 9.3 系统运行管理 . 8 9.4 数据库备份 . 8 9.4.1 数据迁移和备份 . 9 9.4.2 异地备份 . 9 9.5 机房环境管理 . 9 附录 A（资料性附录）数据字典说明 . 10 表 A.1 光学遥感测绘卫星影像产品级别 . 10 表 A.2 光学遥感卫星名称 . 10 表 A.3 传感器类型 . 10 表 A.4 时间单位 . 11 表 A.5 分辨率级别 . 11
5、表 A.6 像素类型 . 11 表 A.7 色彩类型 . 12 表 A.8 立体类型 . 12 表 A.9 数据存储方式 . 12 附录 B（资料性附录） 光学遥感测绘卫星影像数据库 E-R图 . 13 图 B.1 光学遥感测绘卫星影像数据库 E-R图 . 13 附录 C（资料性附录） 光学遥感测绘卫星影像产品元数据表结构 . 14 表 C.1 光学遥感测绘卫星影像产品元数据表结构 . 14 参考文献 . 16 CH/T XXXXX XXXX III 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由 自然资源部提出并 归口。 本标准起草单位： 自然资源部国土卫星遥感应用
6、中心 、 自然资源部 测绘标准化研究所、国家基础地 理信息中心 、 内蒙古自治区地图院 。 本标准主要起草人： 汪汇兵、史绍雨、唐新明、欧阳斯达、何昭宁、 张悦、 杨超、 信晟 、陈骏 、张 宏伟 、 石建军 。 CH/T XXXXX XXXX 1 光学 遥感 测绘卫星影像 数据库建设规范 1 范围 本标准规定了 光学遥感测绘卫星影像 数据库 建设的总体要求、数据内容、数据库 设计 、数据建库、 系统开发、测试与验收 、 安全保障 和 运行维护 等 内容及要求。 本标准适用于 光学遥感测绘卫星影像 数据库建设 与 共享服务 。 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
7、期的引用文件，仅所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/T 17798 地理空间数据交换格式 GB/T 18521 地名分类与类别代码编制规 则 GB/T 33453 基础地理信息数据库建设规范 GB/T 35642 1:25 000 1:50 000光学遥感测绘卫星影像产品 GB/T 35643 光学遥感测绘卫星影像产品元数据 3 术语和定义 以下术语和定义适用于本 文件 。 3.1 光学 遥感 测绘卫星 optical remote sensing satellite for surveying and mapping 具有
8、 平面 或 立体 测图 能力 的 光学遥感 卫星。 GB/T 35642-2017 定义 3.1 3.2 几何定位模型 Geometric Location Model 描述 影 像坐标和地理空间坐标之间的转换关系。 4 总体要求 4.1 时 间参考 纪元应采用公历纪年，时间应采用北京时间。 4.2 空 间参考 空间参考 应采用统一的、符合国家规定的平面和高程系统。具体要求如下： CH/T XXXXX XXXX a) 大地基准，采用 2000 国家大地坐标系，确有必要时，可采用依法批准 的其它 坐标系 ； b) 高程基准，采用 1985 国家高程基准。 4.3 元数据 元数据内容应符合 GB/
9、T 35643的要求。 4.4 数据格式 数据格式 应符合 GB/T 17798的要求，支持 TIFF、 GeoTIFF、 IMG、 PIX、 BMP、 HDF、 JPEG、 CNSDTF等 数据格式， 并 支持 TAR、 GZ等压缩包形式。 4.5 数据质量 数据质量应 经质量检查合格 。 4.6 安全 要求 应根据有关法规和标准的要求进行安全设计，并建立严格的安全运行管理制度。 5 数据内容 5.1 数据组成 光学遥感测绘卫星影像 数据 库 应包括 光学遥感测绘卫星影像产品 、 数据字典、辅助 数据等 内容 。 5.2 光学遥感测绘卫星影像产品 光学遥感测绘影像产品 分类 包括原始影像 产
10、品 、辐射校正影像产品、 传感器校正影像产品 、 系统几 何纠正影像产品 、 几何精纠正影像产品 、 正射 纠正 影像产品 等 ，具体产 品内容 参见 GB/T 35642。 影像产 品宜包括云雪覆盖信息。 光学遥感测绘卫星影像数据库中的光学 遥感测绘 卫星 影像产品可包括 上 述 产品 的一种 或 多种 。 5.3 数据字典 数据字典 应包括 光学遥感测绘 卫星 影像 库 信息的总体描述和值域约束，应包括光学遥感测绘 卫星 影 像产品的名 称、代码、属性内容 、 数据项描述等 ，参见附录 A。 5.4 辅助 数据 辅助 数据 可 包括地理底图数据、地名 地址 数据等。 5.4.1 地理底图数
11、据 可依据建库需要选择 相应的区域、 比例尺、要素级别 的 地理框架数据 和影像底图 。 5.4.2 地名 地址 数据 可 包括 行政区域名称、地名 、道路名称、单位名称等，地名数据的代码应符合 GB/T 18521的要求 。 6 数据库设计 6.1 基本要求 CH/T XXXXX XXXX 3 数据库设计应 符合下列要求： a) 依据充分：数据库设计应以用户需求和相关技术标准为依据 ； b) 设计规范：数据库设计应在充分验证的基础上进行，严格进行数据库设计书评审和修改 ； c) 配置合理：存储空间、计算资源、网络带宽等应在满足需求基础上，留有适度余地 ； d) 可扩展：数据存储结构和系统功能
12、上 应 保持一定的可扩展性，满足数据类型扩展的需求 ； e) 功能完备：功能设计 应 充分考虑用户的需求， 应 具有不断扩充、更新和安全管理能力。 6.2 需求调研和分析 用户需求调研和分析应贯穿于数据库设计、建库和 试运行 等 阶段 ： a) 在数据库设计阶段， 应重点 调研和分析用户需求、现状、存在的问题及现有数据资源情况等， 明确 光学遥感测绘卫星影像 数据库建设目标，对用户规模、数据量、服务器资源、存储资源、 网络资源等进行估算，明确建设的软硬件以及功能、性能需求； b) 在 系统建设 阶段 ，应再次需求调研和分析，以修正数据 库 管理 系统的建设方案； c) 在试运行阶段，当进行数据
13、库软硬件升级和 数据 库管理 系统 功能更新、性能改进前，均应 开展 用户需求调研和分析。 6.3 概念设计 概念设计应对 光学遥感测绘卫星影像 数据库中所涉及的各种数据进行分类、聚集和概括，确定 数据 库管理 系统中的实体、实体的属性、标识实体的 编 码以及实体之间联系的类型，建立抽象的概念数据模 型 ： a) 概念模型应反映信息结构、信息流动情况、信息间的相互制约和关联关系 ， 及用户对信息存储、 查询和应用的要求 ； b) 概念模型的设计应依据现有的遥感影像数据相关的分类、分级的标准规范和各类、各级数据间 的关系 ； c) 概念模型应不依赖于具体的数据库管理系统，以通用的 E-R图进行表
14、示 ,参见附录 B。 6.4 逻辑设计 6.4.1 设计 逻辑设计 应在数据库概念设计 基础上，明确 光学 遥感 测绘 卫星 影像产品和元数据 信息 的组织形式， 建立与选用的数据库 系统 支持的数据模型相符合的逻辑结构，形成逻辑数据模型。逻辑数据模型的内容 应包括所有的实体和关系，确定每个实体的属性，定义每个实体的主键，指定实体的外键， 并 进行范式 化处理。 6.4.2 数据组织 6.4.2.1 数据组织 原则 光学遥感测绘卫星影像 数据库 可按下列 组织 原 则进行 分层、分库组织： a) 可按产品类型分库 ； b) 可按空间分辨率、卫星 等 分层 ； c) 有明确关系的数据层应建立关联
15、 关系 。 6.4.2.2 数据组织方式 光学遥感测绘卫星影像 产品 管理可采用数据库与文件相结合方式进行组织。 CH/T XXXXX XXXX 数据库与文件结合的组织方式将非结构化的影像体以文件形式存 放 在存储设备中， 并 将影像的结构 化元数据信息及文件路径存 放在 数据库中，通过文件路径将数据库和影像体文件关联。 可 根据影像产品 的数据量和增长情况选取数据存储方式； PB级以上数据规模宜采 用在线、近线及离线的 三 级存储方式来 存储影像体文件： a) 在线存储：文件存储在高速磁盘阵列上， 宜存储现势性强，使用频率高的数据， 满足影像的快 速访问及使用需求； b) 近线存储： 宜 存
16、储现势性不高、使用频率不高的影像 ， 实现 自动访问和使用； c) 离线存储： 宜存储现势性低、使用频率低的历史影像数据 。 6.4.3 元数据 表 结构 设计 光学遥感测绘卫星影像 元数据 表 结构 应至少包括 卫星名称、传感器类型、影像采集时间、产品级别 、 影像质量、 云量、 空间分辨率、影像行列号 、入库时间 等字段信息 ， 基本元 数据表结构参见附录 C。 6.5 物理设计 6.5.1 系统网络设计 系统网络设计应满足下列要求： a) 宜采用万兆 或 万兆 以上的高带宽网络 ； b) 宜 采用 多层 网络架构 ，避免通道堵塞 ； c) 应具备 安全防护、漏洞扫描、入侵检测、数据包过滤
17、、防病毒、身份认证、数据加密和主机监 控等安全能力， 具备 全面且稳固的安全 防护 体系； d) 应 具 备高可靠、高 稳定和 强 容错 等 要求 。 6.5.2 数据库模式设计 数据库模式设计包括： a) 基于逻辑设计提出的模型，按照软硬件配置和数据量估算，分配数据库、软件和工作区的物理 空间，确定各种类型数据的目录结构和存储位置 ； b) 按照逻辑设计中的表结构设计，设计物理表，并为每个表按照估算 的 数据量和应用需求建立表 空间 ； c) 根据各影像产品类型以 及 业务需求，设计相应的空间索引方 式 和关键字索引 方案 ，确定空间索 引方式、以及关键字索引的 索引项 ； d) 应将卫星名
18、称、传感器名称、影像采集时间、云量、空间分辨率等关键字段作为关键字索引的 索引项 ； e) 空间 索引 可根据影像的 有效覆盖范围建立空间索引 ， 也 可采用国家标准分幅、任意矩形、规则 格网等形式，空间索引的范围 应 等于或大于数据体的覆盖范围。 6.5.3 数据一致性设计 在对数据进行操作时 ，应保证数据完整性和一致性。数据完整性包括以下几个方面： a) 域完整性 。 通过列数据类型约束域完整性，同时还指定每列是否为空属性，用来约束该列是否 可以出现空值 ； b) 实体完整性 。 要求表具有主键约束（主键），根据实际情况决定是否采取其他措施，如唯一索 引、 唯一性 约束等 ； CH/T X
19、XXXX XXXX 5 c) 关系完整性 。 建立数据库中不同表与列之间的关系，使子表中外键的每个列值都与相关的父表 中的主键或候选键相匹配。 在对数据进行操作时，应通过事务、异常数据处理和数据状态 的 定期对比等措施来保证数据一致性。 6.6 安全设计 安全设计参 见 GB/T 33453 相关内容。 7 数据建库 7.1 建库流程 建库环节包括数据准备、数据库模型创建、数据入库前检查、数据预处理、数据入库、数据入库后 检查等。具体流程见图 1。 开始 数据准备 数据修改 是否合格 数据入库 入库后检查 是否合格 卫星影像库 数据库模型构建 入库前检查 N Y Y N 图 1 建库流程 CH
20、/T XXXXX XXXX 7.2 数据准备 按照设计的要求收集所需的各类数据和资料，并整理、建档和备份，将待入库数据存放到预设的存 储空间上。 7.3 数据库模型创建 按照数据库的逻辑设计和物理设计，通过数据库管理系统对每类数据进行物理空间的分配，相关参 数的设置，创建数据表和表空间。分配物理空间时，应考虑未来数据的扩充需求。 7.4 数据入库前检查 数据入库前应按照数据库设计要求对每类数据进行检查，并对各项检查进行登记， 将 不符合建库要 求的数据进行修改，确保入库数据符合相应的技术要求。 数据检查主要包括 : a) 完整性 检查 。 数据文件 应完整正确 ，不应有遗漏 ； b) 逻辑一致
21、性 检查 ， 主要包括： 1) 概念一致 性 。 同类数据的分类编码、文件结构、属性构成应保持一致，不同类型数据应符 合统一的体系规则； 2) 值域一致性 。 数据项的取值应在值域界定的范围内； 3) 格式一致性 。 应与规定格式保持一致 。 7.5 数据预处理 应 根据数据库设计的要求进行数据入库前处理 ， 主要包括格式转换、坐标转换、投影转换、数据压 缩等。 7.6 数据入库 数据入库应按照设计的数据组织方式进行，入库前后的数据存放位置应与设计保持一致。可采用手 动 、 自动入库 等 方式 ， 入库完成后应记录数据入库日志。 7.7 数据入库后检查 入库后应检查入库数据的正确性和完整性，包
22、括 数 据是否存放在规定的数据表中，入库后数据是否 完整，入库前后数据是否一致，数据是否重复入库等。 8 系统开发、 测试与验收 8.1 系统功能 设计 8.1.1 系统基本功能 应 包括 数据检查、 数据入库、查询、 浏览 、提取、统计、备份、迁移和 权限 管理等。 8.1.2 数据 检查 应具备 按照 影像产品要求 检查入库数据的完整性、逻辑一致性的功能 。 8.1.3 数据入库 CH/T XXXXX XXXX 7 应将 卫星名称、传感器类型、影像采集时间、 产品级别 、 影像质量、 云量、 空间分辨率、影像行 列号 、入库时间 等 信息 采集存 入 数据 库中 ， 并将实体数据迁移到设定
23、的存储 设备 上 ； 应具备手动和自动 入库功能 ； 应支持入库过程中状态的监控和入库日志记录。 8.1.4 数据查询 应具备 按照属性信息和空间信息 对各类影像数据 进行查询的功能。属性查询应支持常用的 卫星名称、 传感器类型、影像采集时间、 产品级别 、 影像质量、 云量、 空间分辨率、影像行列号 、入库时间 、行政 区划、图幅号、地名地址 、云雪范围 等 查询 条件 ； 空间查询应支持点、线、矩形、多边形等查询条件， 并支持缓冲区查询。 8.1.5 数据 浏览 应 具备 数据漫游、缩放等 功能 。 8.1.6 数据提取 应具备 将入库后的数据 下载 ， 以及影像 查询结果导出 等 功能。
24、 8.1.7 数据统计 应具备 各种影像数据按照不同维度进行统计的功能， 可设计入库统计、库存统计、提取统计和空间 分析统计等， 并应支持统计报表的输出。 8.1.8 数据备份 应具备 数据库备份的功能，包括定期的增量备份和全库备份。 8.1.9 数据 迁移 应具备将数据从在线迁移至近线以及离线的数据迁移能力，主要包括基于存储容量、基于影像现势 性、基于数据对象、基于影像空间位置等 数据迁移 功能。 8.1.10 权限 管理 应具备 对系统用户、功能、数据权限控制的功能。 8.1.11 日志 管理 应 具备 系统日志记录、查询等功能，包括记录用户的在线状态和系统操作等日志。 8.2 用户界面设
25、计 根据数据库的各种应用模式，设计体现用户特色的用户界面，后端数据库管理与维护界面应体现全 功能与高效，前端用户界面应针对需求具有简洁和实用性。 8.3 软硬 件 选型 8.3.1 系统 硬件选型 8.3.1.1 服务器 应根据不同用途和性能要求，进行 服务器选型的 统一规划。 服务器选型参考指标 应 包括：服务器 中央处理器 主频、 核 数、内存大小、存储容量、带宽、图形图 CH/T XXXXX XXXX 像处理能力、扩展性、性价比等指标。 8.3.1.2 存储 设备 存储设备应具有大容量数据的安全高效存储能力，包括磁盘阵列和磁带库、 硬盘 、 光 盘 等 。系统存 储总容量 宜 按照估算的
26、总数据量的 1.52.5倍配置，计算公式如下： 存储容量 （ TB） =(当前数据量 （ TB） +年增量 （ TB） 规划年限 （年） )(1.52.5)。 在线存储可采用高性能的磁盘阵列存储设备。 近线存储可采用低速的磁盘阵列存储设备。 离线存储可 采 用磁带库、 硬盘、 光盘等存储 设备 。 8.3.2 系统软件选型 系统软件选型主要包括： a) 操作系统 。 操作系统应安全、稳定、兼容，支持网络化资源管理、用户分级访问、开放的网络 协议等。 b) 数据库系统 。 数据库系统应安全、稳定、兼容，支持复杂数据类型、空间信息存储、面向对象 数据建模、海量数据管理、数据库备份恢复、安全管理、并
27、行处理和并发控制，具有空间数据 管理能力。 8.4 系统开发 根据系统设计方案 进行软件开发 ，实现 数据检查、数据入库、查询、 浏览 、提取、统计、备份、迁 移和权限管理等 系统功能 ，并进行集成，形成 光学遥感测绘卫星影像 数据库 管理系统。 8.5 系统集成 与部署 根据数据库物理设计方案，将数据库建设所需的软件、硬件进行有机集成 ， 使得各个设备互联互通、 将软件部署到相应的设备上 ，形成软硬件统一、协调的 综合 系统 ，实现影像 数据的 高效管理 。 8.6 测试与验收 参 见 GB/T 33453相关内容。 9 安全保障与运行维护 9.1 基本要求 数据库安全保障应建立必要的安全管
28、理制度，落实安全保密责任，采取安全措施，确保数据库中的 数据和运行环境安全。 9.2 安全管理 应 制定安全目标和安全策略，划分和审批不同用户权限，进行密码保管和 时 效设定，联网计算机范 围、环境和介质的管理等。 9.3 系统运行管理 应 制定数据库访问、入库、导出、更新、备份等工作流程，进行软硬件设备管理，明确操作人员和 管理人员职责，进行系统操作日志管理。 9.4 数据库备份 CH/T XXXXX XXXX 9 数据库备份应根据数据库的特点、数据容灾时间窗口 等 制定备份策略， 数据库备份应 包括： a) 备份策略。 制定数据库自动备份策略，定期、自动对数据库进行全备份和增量备份。对于数
29、据 量小、更新频繁、重要程度高的数据，可考虑缩短备份周期，提高备份频率；对于数据量大、 更新不频繁的数据，可考虑加长数据备份周期，降低备份频率 ； b) 可用性检查。 定期检查数据库备份的可用性 ； c) 数据库安全。 数据库的软硬件升级或数据库结构发生变化时，应先进行数据库全备份 ； d) 备 份形式 。 宜 采用热备份。 9.4.1 数据迁移和备份 数据 迁移 应采用安全 迁移 和 备份 策略。 迁移和备份介质 可采用在线磁盘阵列或离线的磁带库 等 。数 据实体的迁移和备份策略需要根据数据重要程度、数据访问频度、数据量、存储容量等进行制定 ： a) 对于经常访问、使用频率高的影像，建议长期
30、在线存储 ； b) 对于访问频率较高且数据实体已离线的数据，可将离线物理介质连接到内网，使数据近线存储 ； c) 对于数据量大、自动更新、历史访问频率低的遥感影像数据，可在线一定周期后自动迁移至离 线 ； d) 对于重要数据应存储 2份以上。 9.4.2 异地备份 异地备份包含数据库异地备份和数据实体异地备份，可根据数据规模和重要性采用全部备份或部分 备份 ： a) 异地备份使用物理介质，可选用 移动硬盘、 磁带、光盘等； b) 实体数据归档 后应根据需要及时 完成异地备份工作，数据库 应根据需要及时 对全库备份进行异 地备份。 9.5 机房环境管理 应 制定数据库存储和归档数据存放环境的卫生
31、、温度、湿度，以及防雷、防盗、防火、防水等方面 的保障措施。 CH/T XXXXX XXXX 10 附录 A （资料性附录） 数据字典说明 表 A.1至表 A.9中给出了光学遥感测绘卫星影像产品级别、光学遥感卫星名称、传感器类型、时间 单位、分辨率级别、像素类型、色彩类型、立体类型、数据存储方式等内容 。 表 A.1 光学遥感测绘卫星影像产品 级别 代码 名称 备注 01 原始数据产品 分景、分条带后的原始数据，未作辐射和几何校正处理 02 辐射校正影像产品 经 辐射校正后的影像 03 传感器校正 影像产品 分景、分条带数据经辐射校正和传感器校正处理，未作系统几何校正 04 系统几何校正 影像
32、产品 分景、分条带数据经辐射校正和采用地面几何检校的内外方位元素进行系统几何校正处理 05 几何精纠正影像产品 经辐射校正和使用地面控制点的几何精校正处理，不包括地形校正 06 正射 纠正 影像产品 经辐射校正、使用地面控制点和数字高程模型几何校正后的影像产品 表 A.2 光学遥感卫星名称 代码 名称 备注 01 ZY1-02C 资源一号 02C 02 ZY3-01 资源三号 01星 03 ZY3-02 资源三号 02星 04 GF-1 高分一号 05 GF-1B 高分一号 B星 06 GF-1C 高分一号 C星 07 GF-1D 高分一号 D星 08 GF-2 高分二号 09 GF-5 高分
33、五号 10 GF-6 高分六号 表 A.3 传感器类型 代码 名称 备注 01 框幅式 框幅式相机 02 推扫式 推扫式相机 03 摆扫式 摆扫式相机 04 全景 全景相机 05 雷达 雷达相机 CH/T XXXXX XXXX 11 06 激光 激光相机 表 A.4 时间单位 代码 名称 备注 01 年 年 02 天 天 03 小时 小时 04 分 分 05 秒 秒 06 微秒 微秒 表 A.5 分辨率 级别 代码 级别 名称 能识别的地物及 其 应用 01 1000m 大地构造、暴风雨的移动、海水盐度和海水透明度 02 300m 区域地质构造、风速、空气污染来源和扩散、沙土风暴、河流类型、海流、 山脉分布、森林分布与森林火灾等 03 100m 小比例尺区域地质图、区域地质构造、土地类型、裸露土壤和岩石、土壤 温度、水资源分布、植被类型、一般森林调查、城市中心 04 30m 矿产调查、地震破坏、一般土壤湿度、沉积情况的调查、绘制河流流域图 和海况图、海水污染、详细森林调查、草场调查、一
