ICS

CCSDB15

內(nèi)蒙古自治區(qū)D地B15/T方XXXXX標(biāo)—XXX準(zhǔn)X

典型自然資源地物光譜數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建技術(shù)規(guī)范

Technicalspecificationsforconstructingspectrallibraryoftypicalnaturalresourcesand

groundfeatures

（征求意見(jiàn)稿）

xxxx-xx-xx發(fā)布xxxx-xx-xx實(shí)施

內(nèi)蒙古自治區(qū)市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布

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典型自然資源地物光譜數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了構(gòu)建典型自然資源地物（土壤、水體、林地、草地、農(nóng)作物）光譜數(shù)據(jù)庫(kù)的

設(shè)計(jì)、技術(shù)要求和質(zhì)量控制流程。

本文件適用范圍包括：典型自然資源地物樣本的光譜數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)采集和實(shí)驗(yàn)室采集；典型

自然資源地物光譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理、分析和處理方法；適用于典型自然資源地物光譜數(shù)據(jù)采集、

處理和存儲(chǔ)過(guò)程中的質(zhì)量控制措施；光譜數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)、構(gòu)建和維護(hù)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的

引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有

的修改單）適用于本文件。

GB/T33453-2016基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)規(guī)范

GB/T36299-2018光學(xué)遙感輻射傳輸基本術(shù)語(yǔ)

GB/T36540水體可見(jiàn)光-短波紅外光譜反射率測(cè)量

GB/T40034-2021葉面積指數(shù)遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)

GB/T40038-2021植被指數(shù)遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)

GB/T19710.1-2023地理信息元數(shù)據(jù)第1部分：基礎(chǔ)

GB/T14950-1994攝影測(cè)量與遙感術(shù)語(yǔ)

GB11901水質(zhì)懸浮物的測(cè)定重量法

GB/T14581水質(zhì)湖泊和水庫(kù)采樣技術(shù)指導(dǎo)

GB/T17296-2009中國(guó)土壤分類與代碼

GB/T36197-2018土壤質(zhì)量土壤采樣技術(shù)指南

GB19377-2003天然草地退化、沙化、鹽漬化的分級(jí)指標(biāo)

GB/T21985-2008主要農(nóng)作物高溫危害溫度指標(biāo)

GB/T14721-2010林業(yè)資源分類與代碼森林類型

GB/T26424森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查技術(shù)規(guī)程

GB/T27515-2011天然割草地輪刈技術(shù)規(guī)程

GB/T28419-2012風(fēng)沙源區(qū)草原沙化遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則

GB/T30363森林植被狀況監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范

GB/T33027森林生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期定位觀測(cè)方法

GB/T34741-2017草坪術(shù)語(yǔ)

GB/T34751-2017天然草地利用單元?jiǎng)澐?/p>

HJ1166全國(guó)生態(tài)狀況調(diào)查評(píng)估技術(shù)規(guī)范—生態(tài)系統(tǒng)遙感解譯與野外核查

HJ1167全國(guó)生態(tài)狀況調(diào)查評(píng)估技術(shù)規(guī)范—森林生態(tài)系統(tǒng)野外觀測(cè)

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HJ493水質(zhì)采樣樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定

HJ494水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)

HJ495水質(zhì)采樣方案設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定

HJ897水質(zhì)葉綠素a的測(cè)定分光光度法

HJ/T91地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范

LY/T2258立木生物量建模方法技術(shù)規(guī)程

LY/T2259立木生物量建模樣本采集技術(shù)規(guī)程

NY/T1233-2006草原資源與生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程

NY/T2997-2016草地分類

NY/T3527-2019農(nóng)作物種植面積遙感監(jiān)測(cè)規(guī)范

NY/T3698-2020農(nóng)作物病蟲(chóng)測(cè)報(bào)觀測(cè)場(chǎng)建設(shè)規(guī)范

QX/T212-2013北方草地監(jiān)測(cè)要素與方法

3術(shù)語(yǔ)和定義

3.1

電磁波Electromagneticwave

電磁波是由同相且互相垂直的電場(chǎng)與磁場(chǎng)在空間中衍生發(fā)射的震蕩粒子波，是以波動(dòng)的形

式傳播的電磁場(chǎng)，其傳播方向垂直于電場(chǎng)與磁場(chǎng)構(gòu)成的平面，有效的傳遞能量和動(dòng)量，具有波

粒二象性。

3.2

地物光譜特征Spectralcharacteristicsofgroundobjects

地物光譜特征是電磁波與地物表面相互作用的結(jié)果，表現(xiàn)為地物在不同波段電磁波段上的

反射、熱輻射、微波輻射及散射等光譜特征，這也成為利用遙感手段進(jìn)行目標(biāo)物探測(cè)與識(shí)別定

量反演的重要理論基礎(chǔ)。

3.3

地物光譜數(shù)據(jù)庫(kù)GeospectralDatabase

地物光譜數(shù)據(jù)庫(kù)是在獲取不同類型地物的理化屬性、生化特征和環(huán)境信息等基礎(chǔ)上，通過(guò)

近地、航空和航天等遙感觀測(cè)手段收集地物波譜信息，從而構(gòu)建的包含多種地物特征參數(shù)及波

譜信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.4

高光譜遙感影像Hyperspectralremotesensingimages

也稱為高光譜分辨率遙感影像，是一種將成像技術(shù)和光譜技術(shù)相結(jié)合的多維信息獲取技術(shù)。

通常光譜分辨率達(dá)到10nm以上即可被認(rèn)為是高光譜。高光譜遙感影像能夠在電磁波譜的可見(jiàn)

光、近紅外、中紅外和熱紅外波段范圍內(nèi)，獲取許多非常窄且光譜連續(xù)的影像數(shù)據(jù)。

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3.5

光譜反射率Spectralreflectance

光譜反射率是指地物（或物體）在某波段的反射通量與該波段的入射通量之比。這個(gè)比率

反映了地物（或物體）對(duì)不同波長(zhǎng)的電磁波產(chǎn)生的選擇性反射能力。

3.6

地物光譜儀Groundobjectspectrometer

地物光譜儀是一種專業(yè)的測(cè)量工具，旨在獲取地物在不同光譜波段下的反射、吸收、散射

等特性。它通過(guò)收集地物表面的光譜信息，為地理信息系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)林牧漁等領(lǐng)域提供

科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。

3.7

遙感衛(wèi)星Remotesensingsatellite

遙感衛(wèi)星是一種利用傳感器技術(shù)從太空對(duì)地球進(jìn)行觀測(cè)的人造衛(wèi)星。它搭載有各種類型的

遙感器，能夠收集地球表面的電磁輻射信息，并將這些信息以圖像或數(shù)據(jù)的形式傳回地面接收

站。

3.8

分辨率Resolutionratio

空間分辨率：表示影像中最小可分辨的對(duì)象或特征的大小，通常以米為單位。

光譜分辨率：表示影像中能夠區(qū)分不同波段或顏色的能力，通常以波長(zhǎng)范圍表示。

時(shí)間分辨率：表示遙感系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔，用于監(jiān)測(cè)地表變化。

3.9

光譜反射率Spectralreflectance

光譜反射率是指地物在某波段的反射通量與該波段的入射通量之比。即地物對(duì)不同波長(zhǎng)的

電磁波會(huì)產(chǎn)生選擇性反射。因此，地物的反射率通常指的是光譜反射率。

3.10

輻射定標(biāo)Radiationcalibration

輻射定標(biāo)是用戶需要計(jì)算地物的光譜反射率或光譜輻射亮度時(shí)，或者需要對(duì)不同時(shí)間、不

同傳感器獲取的圖像進(jìn)行比較時(shí)，都必須將圖像的亮度灰度值轉(zhuǎn)換為絕對(duì)的輻射亮度，這個(gè)過(guò)

程就是輻射定標(biāo)。

3.11

輻射校正Radiationcorrection

輻射校正是指對(duì)由于外界因素，數(shù)據(jù)獲取和傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生的系統(tǒng)的、隨機(jī)的輻射失真或畸

變進(jìn)行的校正，消除或改正因輻射誤差而引起影像畸變的過(guò)程。

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3.12

幾何校正Geometricaccuracy

衡量影像中地表特征位置的精度，包括位置、形狀和大小的準(zhǔn)確性。

3.13

大氣校正Atmosphericcorrection

大氣校正是指?jìng)鞲衅髯罱K測(cè)得的地面目標(biāo)的總輻射亮度并不是地表真實(shí)反射率的反映，其

中包含了由大氣吸收，尤其是散射作用造成的輻射量誤差。大氣校正就是消除這些由大氣影響

所造成的輻射誤差，反演地物真實(shí)的表面反射率的過(guò)程。\

3.14

BRDFBidirectionalReflectanceDistributionFunction

雙向反射分布函數(shù)(BRDF)是入射輻照度與出射輻亮度的比值，是一個(gè)用于描述光線相互作

用的函數(shù)，其定義了入射方向、出射方向和表面法線之間的關(guān)系。

4總體要求

4.1坐標(biāo)系

2000國(guó)家大地坐標(biāo)系（CGCS2000）。

4.2高程基準(zhǔn)

1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

4.3時(shí)間參考

紀(jì)元采用公元紀(jì)年，時(shí)間采用北京時(shí)間。

5典型地物類別劃分

5.1劃分標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)

5.1.1土壤分類標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)

土壤分類參考GB/T17296-2009，采用土綱和土類2個(gè)分級(jí)。

5.1.2水體分類標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)

水體類型根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)水體的實(shí)際分布情況，結(jié)合《河流分類體系研究綜述》、《內(nèi)

蒙古自治區(qū)河流湖泊分流域概述》和《內(nèi)蒙古湖泊》等相關(guān)研究資料，將水域劃分為水域類別

和水域名稱2個(gè)級(jí)別。

5.1.3林地分類標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)

林地分類體系基于《林業(yè)資源分類與代碼森林類型GB/T14721-2010》標(biāo)準(zhǔn)，在綜合地理

國(guó)情普查分類體系、第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查分類體系、國(guó)家林業(yè)和草原科學(xué)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)和已有

研究中的分類體系基礎(chǔ)上，采用森林類型組和森林樹(shù)種名稱2個(gè)級(jí)別。

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5.1.4草地分類標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)

草地分類依據(jù)《草地分類NY/T2997-2016》，將草地劃分為草地類和草地型2個(gè)級(jí)別。

5.1.5農(nóng)作物分類標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)

農(nóng)作物分類參照《內(nèi)蒙古自治區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒2019年》主要農(nóng)作物的種植面積以及種植種類，

將農(nóng)作物劃分為類別組和作物類型2個(gè)級(jí)別。

5.2編碼方法

本文件自然資源地物分類采用阿拉伯?dāng)?shù)字編碼，地物類型1級(jí)采用1位阿拉伯?dāng)?shù)字編碼，

地物類型2級(jí)采用2位阿拉伯?dāng)?shù)字編碼，地物類型3級(jí)采用2位阿拉伯?dāng)?shù)字編碼，從左到右依

次為一二三級(jí)。內(nèi)蒙古各自然資源地物類別及編碼詳見(jiàn)附錄A。

6典型地物理化參數(shù)提取

6.1自然資源地物選取

自然資源地物選取類別參考本文件5中典型地物類別劃分的五大類。

6.2采樣位置布設(shè)

6.2.1布設(shè)原則

樣點(diǎn)布設(shè)需遵循全面性、代表性、典型性、可操作性、科學(xué)適用、定量與定性相結(jié)合、傳

統(tǒng)手段與高新技術(shù)相結(jié)合等原則。

6.2.2布設(shè)方法

本文件提供以下的采樣方法以供選擇：

簡(jiǎn)單隨機(jī)采樣：適用于地物光譜庫(kù)建設(shè)的所有地物。在研究范圍內(nèi)，獨(dú)立隨機(jī)選取樣本，

保持地物代表性和典型性，每個(gè)樣本選取概率相同。

分層隨機(jī)采樣：適用于地物光譜庫(kù)建設(shè)的林地、土壤、草地范圍。將研究區(qū)域分層，確保

更均勻的覆蓋，提高效率。通過(guò)在每個(gè)子區(qū)內(nèi)按比例隨機(jī)選擇樣本點(diǎn)，得到無(wú)偏預(yù)測(cè)和無(wú)偏方

差的結(jié)果。

系統(tǒng)采樣：適用于地物光譜庫(kù)建設(shè)的所有地物。采用矩形劃分總體，按規(guī)則從各部分采樣，

以獲得代表性樣本結(jié)果。

集群采樣：適用于水體、農(nóng)作物樣本采集。將研究區(qū)域分成方格，選擇方格子集中的采樣

點(diǎn)。形成集群后隨機(jī)選擇，再在選定的集群內(nèi)進(jìn)行簡(jiǎn)單隨機(jī)或系統(tǒng)采樣。

6.2.3采樣設(shè)備

6.2.3.1土壤采樣設(shè)備

便攜式地物光譜儀、數(shù)碼相機(jī)、高精度差分GPS、工具鍬、環(huán)刀/環(huán)刀托、調(diào)查記錄表、調(diào)

查路線/樣點(diǎn)圖、背包、裝土布袋或自封袋、記錄本、記號(hào)筆等。

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6.2.3.2水體采樣設(shè)備

便攜式地物光譜儀、多參數(shù)水質(zhì)儀、敞開(kāi)式采樣器、高精度差分GPS、樣品瓶、過(guò)濾裝置、

WhatmanGF/F濾膜、聚碳酸酯濾膜、真空泵、吸濾瓶、棕色玻璃瓶、量筒、量杯、鋁箔紙、鑷

子、記號(hào)筆、標(biāo)簽等。

6.2.3.3林地采樣設(shè)備

便攜式地物光譜儀、高精度差分GPS、手持羅盤、標(biāo)桿、塑料繩、防水油漆（或標(biāo)記筆）、

皮尺、卡尺、激光測(cè)高儀、魚(yú)眼相和相、聚乙烯透明袋及標(biāo)簽紙、數(shù)據(jù)記錄表格等。

6.2.3.4草地采樣設(shè)備

便攜式地物光譜儀、數(shù)據(jù)記錄表格、聚乙烯透明袋、魚(yú)眼相機(jī)、皮尺、卡尺、高精度差分

GPS、標(biāo)桿、塑料繩等。

6.2.3.5農(nóng)作物采樣設(shè)備

烘箱、便攜式地物光譜儀、高精度差分GPS、電子天平、數(shù)碼相機(jī)、便攜式SPAD葉綠素

儀、Dualex4氮平衡指數(shù)測(cè)量?jī)x等。

6.3采樣要求

6.3.1土壤采樣技術(shù)要求

6.3.1.1土壤樣品采集

樣區(qū)中心設(shè)定30m×30m的采樣區(qū)域，使用對(duì)角線或蛇形采樣法采集0-30cm土壤表層樣，

每個(gè)點(diǎn)采集1kg左右土樣，充分混合后裝入布袋，并采集環(huán)刀樣品。同時(shí)記錄樣點(diǎn)位置和編號(hào)

等信息。

圖1對(duì)角線采樣法和蛇形采樣法

6.3.1.2土壤樣品存儲(chǔ)與處理

對(duì)于非污染土壤樣品，使用聚乙烯容器（桶、廣口瓶等）儲(chǔ)存。懷疑污染時(shí)，確保容器材

質(zhì)不會(huì)引入污染或吸收樣本成分。帶回實(shí)驗(yàn)室后，進(jìn)行風(fēng)干、研磨等理化分析，將過(guò)篩后的干

燥土壤密閉存放于陰涼透風(fēng)處，貼好標(biāo)簽儲(chǔ)存。

6.3.2水體采樣技術(shù)要求

6.3.2.1水體樣品采集

水體樣品采集的體積應(yīng)滿足分析和重復(fù)分析的需要。

地表水質(zhì)監(jiān)測(cè)中通常采集瞬時(shí)水樣，采集表層樣品時(shí)，用吊桶或廣口瓶沉入水面下0.5m

處，待注滿水后，提出水面，注意避開(kāi)水中大型藻類和雜質(zhì)等，保持樣品代表性。

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6.3.2.2水體樣品存儲(chǔ)與處理

樣品瓶和瓶蓋用水清洗2~3次。

用漏斗或直接將水樣裝入樣品瓶中，蓋好并貼上標(biāo)簽，記錄站位日期等信息。

將樣品瓶放入避光保溫箱。

為保證水質(zhì)準(zhǔn)確性，密封、防震送至實(shí)驗(yàn)室，避免日光照射和過(guò)熱影響。

無(wú)法快速分析時(shí)，樣品需要固定保存。短期貯存可冷藏于2~5℃，長(zhǎng)時(shí)間冷凍至-20℃。使

用冷凍樣品時(shí)需完全融化。

可采用化學(xué)藥品保存，但需確保保存方法不干擾檢驗(yàn)或影響結(jié)果。

6.3.3林地采樣技術(shù)要求

6.3.3.1林地樣品采集

林地樣品采集基于每個(gè)基本樣格進(jìn)行，基本樣格為樣方內(nèi)的小單元。在每個(gè)基本樣格內(nèi)，

從每顆喬木植株采集5-10個(gè)帶葉枝干；在灌木層樣格內(nèi)，從優(yōu)勢(shì)物種植株采集5-10個(gè)帶葉枝

干；在草本小樣方內(nèi)，采集5-10株整株草本。采集時(shí)，喬木樣本按編號(hào)標(biāo)記，灌木和草本樣本

按樣格編號(hào)標(biāo)記。林地調(diào)查樣方的大小為600m2或1000m2（投影面積）。地形復(fù)雜或群落結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)單時(shí)，可酌情減小樣方面積，但不低于600m2。其他林地等可根據(jù)情況選擇合適的面積，固

定復(fù)查樣地一律使用1000m2。樣方一般為20m×30m或20m×50m的長(zhǎng)方形，由6（或10）個(gè)

10m×10m相鄰的小樣方組成。樣方邊界閉合誤差應(yīng)在0.5m以內(nèi)。

圖2林地樣方中10×10m樣格編號(hào)方法(以1000m2樣方為例)。其中I、D樣格為灌木層調(diào)查樣格。H1-H5

為1×1m草本調(diào)查小樣方。

6.3.3.2林地樣品存儲(chǔ)與處理

林地采集樣本密封存儲(chǔ)于聚乙烯透明袋中，并迅速置于陰暗涼爽環(huán)境中(最好使用冷藏箱)，

抑制葉片理化性質(zhì)的迅速改變。

6.3.4草地采樣技術(shù)要求

6.3.4.1草地樣品采集

采樣時(shí)間選擇在7-8月（草地最茂盛生長(zhǎng)）和10-11月（即將枯萎）。

在每個(gè)30m×30m的樣地選擇5個(gè)1m×1m的樣本點(diǎn)，使用GPS記錄樣區(qū)中心坐標(biāo)，

拍攝垂直圖像，記錄植被蓋度、多度、葉面積指數(shù)和冠層高度等。在各樣點(diǎn)采集優(yōu)勢(shì)種樣本，

記錄編號(hào)，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行后續(xù)分析。

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6.3.4.2草地樣品存儲(chǔ)與處理

樣品制備前后需根據(jù)特性、包裝和檢測(cè)項(xiàng)目要求保存，確保性質(zhì)和待檢物質(zhì)穩(wěn)定。感官檢

測(cè)樣品原樣保存，定期檢查，避免干擾。保存期間需定期檢查防止污染、變質(zhì)、丟失或損壞。

6.3.5農(nóng)作物采樣技術(shù)要求

6.3.5.1農(nóng)作物樣品采集

根據(jù)植物類型和區(qū)域大小，劃分不同大小的采樣單元，最大面積不超過(guò)100畝。

隨機(jī)設(shè)置采樣點(diǎn)，采用梅花點(diǎn)法、棋盤式法等，每個(gè)點(diǎn)隨機(jī)設(shè)5~7個(gè)采樣分點(diǎn)組成混合樣

品。

在每個(gè)采樣點(diǎn)隨機(jī)采集5~10顆植株，對(duì)于大型作物如玉米，可縱向?qū)ΨQ切成4份進(jìn)行采

集。

使用無(wú)人機(jī)或照相機(jī)拍攝采樣區(qū)、植株生長(zhǎng)環(huán)境。

將每份樣品放入袋中，填寫樣品記錄和標(biāo)簽，包括編號(hào)、植物名稱、采樣地點(diǎn)、經(jīng)緯度、

采樣范圍、時(shí)間、植株高度等信息。

樣品放入避光容器中。

6.3.5.2農(nóng)作物樣品存儲(chǔ)與處理

樣品制備前后根據(jù)樣品特性、包裝方式和檢測(cè)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)保存，確保樣品性質(zhì)和待檢物質(zhì)保

持穩(wěn)定。感官檢測(cè)樣品原樣保存，及時(shí)檢驗(yàn)；微生物檢測(cè)樣品要及時(shí)檢驗(yàn)，否則需采取必要措

施防止變化。試樣、留樣和備樣的保存場(chǎng)所應(yīng)分區(qū)存放，標(biāo)識(shí)清晰，便于查找和防混淆。

7典型地物理化參數(shù)提取

7.1土壤樣品理化參數(shù)提取

pH：水提+氯化鉀浸提，電位法；

SOC：有機(jī)碳（g/kg），重鉻酸鉀，重鉻酸鉀—硫酸消化法，元素分析儀；

TN：全氮（g/kg），硒粉、硫酸銅消化，硒粉、硫酸銅消化—蒸餾法（開(kāi)氏）；蒸餾

法（開(kāi)氏）；元素分析儀；

容重：環(huán)刀法；

CEC：土壤陽(yáng)離子交換量（cmol(+)/k），醋酸銨—EDTA交換法；

土壤水分：環(huán)刀法

7.2水體樣本理化參數(shù)提取

葉綠素a：采用分光光度法測(cè)定。

懸浮物濃度：采用重量法測(cè)定。

有色可溶性有機(jī)物：采用其吸收系數(shù)代替的方法測(cè)定。用380nm和440nm等波長(zhǎng)處的吸

收系數(shù)來(lái)表示其濃度。

7.3林地樣本理化參數(shù)提取

樹(shù)高：使用測(cè)高儀測(cè)量樹(shù)高。

基底面積：使用皮尺測(cè)量樹(shù)干（地面上1.3m處）胸徑得基底面積。

莖木密度：對(duì)胸徑大于等于5cm的樹(shù)干進(jìn)行唯一編號(hào)、拍照和標(biāo)記得莖木密度。

葉面積指數(shù)：利用魚(yú)眼相機(jī)采集樣地的半球照片計(jì)算。

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物種密度：利用觀測(cè)到的物種數(shù)與樣方面積計(jì)算。

香農(nóng)多樣性：利用物種數(shù)以及物種在樣方內(nèi)的相對(duì)豐度計(jì)算。

霍德里奇復(fù)雜性指數(shù)：根據(jù)樹(shù)高、基底面積、胸徑和物種密度計(jì)算。

生物量：根據(jù)樹(shù)高和基底面積計(jì)算。

7.4草地樣本理化參數(shù)提取

高度：采用卷尺測(cè)量草地樣方植被冠層的最大高度，作為樣方植被高度。

植被覆蓋度：目測(cè)估計(jì)樣方內(nèi)優(yōu)勢(shì)種植物垂直投影的面積，計(jì)算植被覆蓋度。

葉面積指數(shù)：LAI葉面積指數(shù)測(cè)量?jī)x。

地上生物量：采用齊地面刈割，測(cè)定地上生物量鮮重。再將鮮草裝袋，待烘干后，再測(cè)定

干重。

葉綠素：活體葉綠素儀法，使用便攜式SPAD葉綠素儀測(cè)定草地的葉綠素含量。

含水量：本文件采用實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)烘干法測(cè)定草地葉片的含水量。

氮平衡指數(shù)：氮平衡指數(shù)的測(cè)量采用Dualex4氮平衡指數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)定。

類黃酮素：采用Dualex4氮平衡指數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)定。

7.5農(nóng)作物樣本理化參數(shù)提取

作物種類：目視法識(shí)別?？蓞⒖肌吨袊?guó)植物志》、《中國(guó)高等植物圖鑒》、研究區(qū)地方植

物志（亦可咨詢當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)專家或農(nóng)民）。

種植密度：利用行株距每平方米的株數(shù)求密度。

含水量：采用實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)烘干法測(cè)定農(nóng)作物葉片的含水量。

覆蓋度：采用照相法測(cè)定農(nóng)作物樣本的覆蓋度。

葉面積指數(shù)：采用LAI葉面積指數(shù)測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量。

地上生物量：采用齊地面刈割法在不分物種的樣方內(nèi)測(cè)量地上活體生物量。

葉綠素：采用活體葉綠素儀法，使用MPM100多色素儀測(cè)定農(nóng)作物的葉綠素含量。

黃酮醇：采用MPM100多色素儀測(cè)定。

氮平衡指數(shù)：使用MPM100多色素儀測(cè)定農(nóng)作物的含氮量。

花青素：采用MPM100多色素儀測(cè)定。

果實(shí)重量：基于農(nóng)作物樣本，取成熟植株的果實(shí)部分：先用電子天平稱量農(nóng)作物樣本果實(shí)

部分鮮重，然后將其放置在烘箱內(nèi)，75℃高溫烘24h至恒重，用電子天平秤得烘干重。

單位面積產(chǎn)量：基于種植密度和果實(shí)重量的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行計(jì)算。

8典型地物近地光譜測(cè)量

8.1光譜測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)備

8.1.1光譜范圍

測(cè)量地物可見(jiàn)光-近紅外（350-2500nm）光譜數(shù)據(jù)。

8.1.2儀器使用方法

校準(zhǔn)：開(kāi)機(jī)預(yù)熱半小時(shí)后，每次測(cè)量前用標(biāo)準(zhǔn)白板對(duì)儀器進(jìn)行校正。

測(cè)量距離：光譜儀探頭垂直于待測(cè)樣品上方，相距10cm左右，確保待測(cè)樣品的觀察面積

為5cm2左右。

測(cè)量次數(shù)：為保證精度，每個(gè)樣點(diǎn)的測(cè)量次數(shù)為3次，得到3條反射光譜曲線，取算術(shù)平

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均值作為實(shí)際反射光譜數(shù)據(jù)。

8.2野外光譜測(cè)量

8.2.1儀器安裝與參數(shù)設(shè)置

在開(kāi)始測(cè)量前，設(shè)置光譜測(cè)量?jī)x工作參數(shù)和測(cè)量數(shù)據(jù)保存路徑。

8.2.2測(cè)量

每次測(cè)量應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：

確定光譜測(cè)量?jī)x暗電流；

進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)參考板對(duì)總太陽(yáng)光的反射光譜測(cè)量和目標(biāo)對(duì)總太陽(yáng)光的反射光譜測(cè)量；

獲取測(cè)量目標(biāo)的光譜反射率信息。

8.2.3觀測(cè)日志

測(cè)點(diǎn)定位：測(cè)量過(guò)程中，開(kāi)啟定位設(shè)備，待顯示數(shù)值穩(wěn)定且達(dá)到精度要求后，記錄測(cè)點(diǎn)經(jīng)

緯度和高程等位置信息。

照片拍攝：拍攝周邊環(huán)境照片，照片上應(yīng)記錄拍攝日期和時(shí)間信息。

8.3標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室光譜測(cè)量

8.3.1儀器設(shè)置

按儀器操作規(guī)程，安裝穩(wěn)定光源，開(kāi)機(jī)預(yù)熱儀器，設(shè)置測(cè)量數(shù)據(jù)保存位置。

8.3.2測(cè)量

按儀器要求，放置反射標(biāo)準(zhǔn)和樣品，測(cè)量樣品的室內(nèi)光譜反射值。

8.3.3觀測(cè)日志

樣品參數(shù)：樣品名稱、編號(hào)、表面光學(xué)特性描述、樣品大小、厚度、制備日期。對(duì)于粉末

樣品，顆粒度分布和封裝；對(duì)于做過(guò)清潔處理的樣品，記錄清潔的方法與日期；對(duì)于透明樣品，

后置材料。

儀器參數(shù)：儀器生產(chǎn)廠家、型號(hào)、改造情況以及使用的附件。測(cè)量采用的波長(zhǎng)范圍、采樣

間隔和光譜分辨率。

其他參數(shù)：測(cè)量單位、日期、照片及編號(hào)，記錄編號(hào)，采樣編號(hào)，定位記錄。

9遙感影像光譜信息提取

9.1遙感影像預(yù)處理

9.1.1輻射定標(biāo)

9.1.1.1輻亮度計(jì)算

對(duì)遙感影像各波段數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)、輻射定標(biāo)根據(jù)遙感器的定標(biāo)公式及各波段定標(biāo)系數(shù)

進(jìn)行。

輻射定標(biāo)公式的一般形式為：

·………………（）

式中：

L=aDN+b1

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L：表觀輻亮度，單位為瓦每平方米球面度微米（W·m-2·sr-1·um-1）;

a、b：定標(biāo)系數(shù)

DN：遙感影像像元亮度值，記錄的地物的灰度值。

遙感器不同波段各有其定標(biāo)系數(shù)。特別注意的是，隨著遙感器的老化和功能衰退，定標(biāo)系

數(shù)會(huì)有所改變。

9.1.1.2表觀反射率計(jì)算

根據(jù)上式所得L，計(jì)算得到表觀反射率ρ：

ρπTOA…………（）

θ2

Ld

式中：TOA=E0coss2

ρ：表觀反射率；

：表觀輻亮度，單位為瓦每平方米球面度微米（·-2·-1·-1）

LTOAWmsrum;

d：日地距離；

-2-1

E0：衛(wèi)星的波段平均太陽(yáng)輻照度，單位為瓦每平方微米（W·m·um）;

θ：太陽(yáng)天頂角。

9.1.2大s氣校正

根據(jù)遙感器特性、地表覆蓋和氣象參數(shù)等條件選擇大氣校正方法。

選擇的方法應(yīng)基于大氣輻射傳輸模型，能基本消除大氣瑞利散射、水汽吸收和氣溶膠影響。

在大氣校正過(guò)程中，詳細(xì)記錄像元的校正內(nèi)容，包括是否采用氣溶膠氣候?qū)W、氣溶膠濃度、

是否進(jìn)行大氣鄰近效應(yīng)校正，以及是否采用基于BRDF的大氣校正等。

記錄的信息用于后續(xù)階段的質(zhì)量評(píng)價(jià)。

9.1.3幾何校正

根據(jù)遙感器成像機(jī)理和觀測(cè)區(qū)域的地形特點(diǎn)，采用幾何糾正或正射投影方法對(duì)表觀反射率

影像進(jìn)行地理編碼（轉(zhuǎn)換到標(biāo)準(zhǔn)的地理空間基準(zhǔn)之中）。

9.2遙感影像光譜信息提取

9.2.1端元提取及光譜信息提取

基于地物光譜特提取特征地物的純凈端元，進(jìn)一步對(duì)遙感影像進(jìn)行遙感解譯，劃分不同像

元的地物類型，選取豐度大于70%的像元作為純凈端元，用于提取典型地物的光譜信息。

根據(jù)野外采集樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的經(jīng)緯度坐標(biāo)，匹配樣點(diǎn)100米范圍內(nèi)豐度大于70%的特征地物端

元，提取光譜信息。

9.2.2遙感植被指數(shù)提取

利用不同地物類型和植被指數(shù)計(jì)算公式，基于地表反射率數(shù)據(jù)計(jì)算遙感植被指數(shù)。根據(jù)野

外樣點(diǎn)經(jīng)緯度所對(duì)應(yīng)的像元信息，提取遙感植被指數(shù)。

可參考的植被指數(shù)包括比值植被指數(shù)、差值植被指數(shù)、歸一化植被指數(shù)、垂直植被指數(shù)、

土壤調(diào)節(jié)植被指數(shù)、大氣阻抗植被指數(shù)、增強(qiáng)型植被指數(shù)、葉綠素吸收率指數(shù)和修正葉綠素吸

收率指數(shù)等。

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10數(shù)據(jù)庫(kù)全程質(zhì)量控制

10.1樣品采集、處理與保存

根據(jù)實(shí)際情況，組建專業(yè)外業(yè)調(diào)查采樣隊(duì)。每支隊(duì)伍人員經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)后方可上崗。

考慮到不同地物的特性不同，不同地物樣品采集、處理與保存應(yīng)遵守采樣要求6.3。

10.2野外光譜測(cè)量

10.2.1測(cè)量環(huán)境

以自然太陽(yáng)光為光源，測(cè)量時(shí)太陽(yáng)天頂角應(yīng)不大于50℃。

天氣晴好，光照穩(wěn)定。天空云量宜為晴或少云，氣象能見(jiàn)度宜優(yōu)于10km。

測(cè)量時(shí)間選擇在10:00-14:00之間，測(cè)量衛(wèi)星準(zhǔn)同步水體光譜數(shù)據(jù)。

風(fēng)力不超過(guò)4級(jí)，測(cè)量水體時(shí)避免運(yùn)動(dòng)物體對(duì)水體目標(biāo)波浪特性和水質(zhì)特性的影響。

光譜測(cè)量?jī)x與目標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)參考板之間應(yīng)無(wú)任何遮擋物，并避免周邊環(huán)境和測(cè)量裝置對(duì)測(cè)量

目標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)參考板的陰影和反射影響。

10.2.2測(cè)量工作人員要求

應(yīng)著暗色弱反射衣物。

站位應(yīng)不影響光譜測(cè)量?jī)x與被測(cè)目標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)參考板之間的通視，并避免工作人員對(duì)測(cè)量目

標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)參考板的陰影和反射影響。

工作人員必須是經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的技術(shù)人員，保證在測(cè)量中規(guī)范操作，確保測(cè)量精度。

10.3室內(nèi)光譜測(cè)量

10.3.1測(cè)量環(huán)境

光源：暗室內(nèi)無(wú)雜散光，光照度穩(wěn)定，內(nèi)部光源需關(guān)閉或隔離。推薦使用鹵素?zé)糇鳛槲ㄒ?/p>

光源，模擬太陽(yáng)光照射，鹵素?zé)襞c水平面法線的夾角為40°左右，可使用左右對(duì)稱分布的兩個(gè)

鹵素?zé)?，測(cè)量開(kāi)始前調(diào)整燈架確保觀測(cè)面積上無(wú)陰影，鹵素?zé)舸蜷_(kāi)后需預(yù)熱15分鐘左右以穩(wěn)

定光源。

環(huán)境要求：溫度、濕度、電源穩(wěn)定，有良好接地，并要求通風(fēng)條件良好。

10.3.2測(cè)量工作人員要求

參考10.2.2測(cè)量工作人員要求。

10.3.3樣品

10.3.3.1樣品采集

以測(cè)量地物的標(biāo)準(zhǔn)材料波譜為主要目的采集樣品。樣品按專業(yè)要求采集，并按相關(guān)規(guī)定處

理和保存。

10.3.3.2樣品面型

不透明樣品至少應(yīng)有一個(gè)平面，透明或者稍透明的樣品以有兩個(gè)平行平面為宜。當(dāng)樣品部

分透明時(shí)，樣品后面應(yīng)放置已定標(biāo)的染黑材料，測(cè)量的結(jié)果需進(jìn)行厚度校正。

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11地物光譜數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

11.1設(shè)計(jì)原則

遵循實(shí)用性、穩(wěn)定性、安全性、易操作性、可擴(kuò)展性和開(kāi)放性等原則。具體參考GB/T

33453-2016基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)規(guī)范。

11.2基本內(nèi)容

地物光譜數(shù)據(jù)庫(kù)主要存儲(chǔ)外業(yè)采集的地物光譜信息、屬性信息、對(duì)應(yīng)地理點(diǎn)位的遙感影像

反射光譜信息、采樣點(diǎn)地理環(huán)境信息等。數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。包括地面樣點(diǎn)表、天氣狀況

表、實(shí)地照片表、屬性父表、樣點(diǎn)形狀類型表、光譜曲線表、樣點(diǎn)遙感影像信息表、產(chǎn)品表、

產(chǎn)品類型表和算法表、分類編碼表和傳感器類型表。各表具體信息見(jiàn)表1—表11。

圖3數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)

表1地面樣點(diǎn)表

字段代碼顯示名稱主鍵不為空自增數(shù)據(jù)域

1Plot_ID樣點(diǎn)編號(hào)TRUETRUEFALSE主鍵標(biāo)識(shí)

2Classname_1地物類型FALSETRUEFALSE名稱

3Timeofsurvey采集時(shí)間FALSETRUEFALSE日期時(shí)間

4Weathercode天氣編碼FALSETRUEFALSE整數(shù)

5Latitude緯度(indecimaldegreesFALSETRUEFALSE小數(shù)

6Longitude經(jīng)度(indecimaldegrees)FALSETRUEFALSE小數(shù)

7Elevation高程(inmeters)FALSETRUEFALSE小數(shù)

8Class_code_11級(jí)地物編碼FALSETRUEFALSE整數(shù)

9Class_code_22級(jí)地物編碼FALSETRUEFALSE整數(shù)

10Created_by創(chuàng)建者FALSETRUEFALSE名稱

11Comments備注信息FALSEFALSEFALSE描述文本

表2天氣狀況表

字段代碼顯示名稱主鍵不為空自增數(shù)據(jù)域

1Weather_code天氣編碼TRUETRUEFLASE主鍵標(biāo)識(shí)

2Weather_name天氣名稱FLASETRUEFLASE名稱

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表3環(huán)境照片表

字段代碼顯示名稱主鍵不為空自增數(shù)據(jù)域

1Photo_ID照片編號(hào)TRUETRUEFLASE主鍵標(biāo)識(shí)

2Photo_path照片路徑FLASETRUEFLASE描述文本

3Plot_ID樣點(diǎn)編號(hào)FLASETRUEFLASE名稱

表4屬性父表

字段代碼顯示名稱主鍵不為空自增數(shù)據(jù)域

1Plot_ID樣點(diǎn)編號(hào)TRUETRUEFLASE主鍵標(biāo)識(shí)

2Class_code_11級(jí)地物編碼FLASETRUEFLASE整數(shù)

3Shape_type_code形狀類型編碼FLASETRUEFLASE整數(shù)

4Shape_file_path形狀矢量文件FLASEFLASEFLASE描述文本

表5樣點(diǎn)形狀類型表

字段代碼顯示名稱主鍵不為空自增數(shù)據(jù)域

1Shape_type_code形狀類型編碼TRUEFLASEFLASE主鍵標(biāo)識(shí)

2Shape_type_name形狀類型名稱FLASEFLASEFLASE名稱

表6光譜曲線表

字段代碼顯示名稱主鍵不為空自增數(shù)據(jù)域

1Spec_ID光譜編號(hào)TRUETRUEFLASE主鍵標(biāo)識(shí)

2Sensor_type_code傳感器類型編碼FLASETRUEFLASE整數(shù)

3Spec_path光譜路徑FLASETRUEFLASE描述文本

4Plot_ID樣點(diǎn)編號(hào)FLASETRUEFLASE名稱

表7樣點(diǎn)遙感影像信息表

字段代碼顯示名稱主鍵不為空自增數(shù)據(jù)域

1Image_ID影像編號(hào)TRUETRUEFLASE主鍵標(biāo)識(shí)

2Sensor_type_code傳感器類型編碼FLASETRUEFLASE整數(shù)

3Image_path影像路徑FLASETRUEFLASE描述文本

4Plot_ID樣點(diǎn)編號(hào)FLASETRUEFLASE名稱

表8分類編碼表

字段代碼顯示名稱主鍵不為空自增數(shù)據(jù)域

1Class_code_22級(jí)地物編碼TRUETRUEFLASE主鍵標(biāo)識(shí)

2Class_name_22級(jí)地物名稱FLASETRUEFLASE名稱

3Class_code_11級(jí)地物編碼FLASETRUEFLASE整數(shù)

4Class_name_11級(jí)地物名稱FLASETRUEFLASE默認(rèn)字串

5Class_1_attr_name1級(jí)地物屬性表名FLASETRUEFLASE名稱

表9產(chǎn)品類型表

字段代碼顯示名稱主鍵不為空自增數(shù)據(jù)域

1Product_type_code產(chǎn)品類型編碼TRUETRUEFLSAE主鍵標(biāo)識(shí)

2Product_type_name產(chǎn)品類型名稱FLSAETRUEFLSAE名稱

3Class_code_11級(jí)地物編碼FLSAETRUEFLSAE整數(shù)

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表10算法表

字段代碼顯示名稱主鍵不為空自增數(shù)據(jù)域

1Algorithm_code算法編碼TRUETRUEFLASE主鍵標(biāo)識(shí)

2Algorithm_name算法名稱FLASETRUEFLASE名稱

3Class_code_11級(jí)地物編碼FLASETRUEFLASE整數(shù)

4Algorithm_path算法文件路徑FLASETRUEFLASE描述文本

表11傳感器類型表

字段代碼顯示名稱主鍵不為空自增數(shù)據(jù)域

1Sensor_type_code傳感器類型編碼TRUETRUEFLASE主鍵標(biāo)識(shí)

2Sensor_type_name傳感器類型名稱FLASETRUEFLASE名稱

11.3基本要求

參照4總體要求。

11.4功能設(shè)計(jì)

對(duì)采集的地物光譜、地物屬性、遙感影像反射率等數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、入庫(kù)、修改、數(shù)據(jù)顯示

和基本統(tǒng)計(jì)等，由任務(wù)管理、工程配置、數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)處理、合庫(kù)、數(shù)據(jù)修改和其他功能等

構(gòu)成。結(jié)構(gòu)如圖4所示，系統(tǒng)接口見(jiàn)表12—表21。

圖4地物光譜庫(kù)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

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11.5樣本管理功能

包括樣本查詢、樣本屬性表查看、樣本屬性表編輯、樣本編輯、樣本添加和刪除。具體見(jiàn)

表12-表17。

表12樣本查詢表

接口getgroundplotinfo

功能樣本查詢

輸入?yún)?shù)名稱數(shù)據(jù)類型參數(shù)說(shuō)明

searchCodestring查詢關(guān)鍵字

class_code_1int一級(jí)分類編碼

輸出參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型參數(shù)說(shuō)明

resultdatajson查詢結(jié)果

要求無(wú)

表13樣本屬性表查看表

接口retrieve_attribute_data

功能樣本查詢

輸入?yún)?shù)名稱數(shù)據(jù)類型參數(shù)說(shuō)明

class_code_1int一級(jí)分類編碼

輸出參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型參數(shù)說(shuō)明

resultdatajson屬性表信息

要求無(wú)

表14樣本屬性表編輯表

接口save_to_attribute_table

功能樣本屬性表編輯

輸入?yún)?shù)名稱數(shù)據(jù)類型參數(shù)說(shuō)明

class_code_1int一級(jí)分類編碼

idint樣本id

attribute_datajson屬性信息

輸出參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型參數(shù)說(shuō)明

resultcodeint錯(cuò)誤碼

要求resultcode為200表示操作成功，否則為失敗

表15樣本編輯表

接口editgroundplotinfo

功能樣本編輯

輸入?yún)?shù)名稱數(shù)據(jù)類型參數(shù)說(shuō)明

plot_idint點(diǎn)id號(hào)

class_name_1string類名

time_of_surveydatetime采樣時(shí)間

weather_codeint天氣編碼

latitudedouble緯度

longitudedouble經(jīng)度

16

DB15/TXXXXX—XXXX

elevationdouble高度

class_code_1int一級(jí)分類編碼

class_code_2int二級(jí)分類編碼

created_bystring創(chuàng)建人

commentsstring備注

輸出參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型參數(shù)說(shuō)明

resultcodeint錯(cuò)誤碼

要求resultcode為200表示操作成功，否則為失敗

表16樣本添加表

接口addgroundplotinfo

功能樣本添加

輸入?yún)?shù)名稱數(shù)據(jù)類型參數(shù)說(shuō)明

plot_idint點(diǎn)id號(hào)

class_name_1string類名

time_of_surveydatetime采樣時(shí)間

weather_codeint天氣編碼

latitudedouble緯度

longitudedouble經(jīng)度

elevationdouble高度

class_code_1int一級(jí)分類編碼

class_code_2int二級(jí)分類編碼

created_bystring創(chuàng)建人

commentsstring備注

gpfilesfiles樣本文件數(shù)組

ybimagesfiles樣本照片文件數(shù)組

輸出參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型參數(shù)說(shuō)明

resultcodeint錯(cuò)誤碼

要求resultcode為200表示操作成功，否則為失敗

表17樣本刪除表

接口deletegroundplotinfo

功能樣本刪除

輸入?yún)?shù)名稱數(shù)據(jù)類型參數(shù)說(shuō)明

plot_idint點(diǎn)id號(hào)

class_code_1int一級(jí)分類編碼

輸出參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型參數(shù)說(shuō)明

resultcodeint錯(cuò)誤碼

要求resultcode為200表示操作成功，否則為失敗

17

DB15/TXXXXX—XXXX

11.6產(chǎn)品管理功能

產(chǎn)品管理功能包括產(chǎn)品查詢、產(chǎn)品編輯、產(chǎn)品添加、產(chǎn)品刪除等功能。具體見(jiàn)表18-表21。

表18產(chǎn)品查詢功能表

接口getproductinfo

功能產(chǎn)品查詢

輸入?yún)?shù)名稱數(shù)據(jù)類型參數(shù)說(shuō)明

searchRegionNamestring