ISO/TS 19159-3:2018

ISO/TS 19159-3:2018　リモートセンシング画像センサー及びデータの校正及び妥当性確認 – 第3部：SAR/InSAR

ISO/TS 19159-3:2018 Calibration and validation of remote sensing imagery sensors and data — Part 3: SAR/InSAR

現行

履歴

対応OGC標準：なし

対応JIS規格：なし

原文URL

https://www.iso.org/obp/ui/en/#iso:std:74032:en

序文

画像センサーは、地理情報の主要なデータソースの一つである。画像データは空間及びスペクトルの測定を行い、道路・都市計画から地質図作成まで、様々な用途に応用されている。この作成プロセスから生まれる典型的な空間成果としては、ベクター地図、デジタル標高モデル、3次元都市モデルなどがある。スペクトルデータの解析には通常、画像セグメンテーションを含む統計的手法と、特定のスペクトル吸収特性に基づく物理学的手法の二つの流れがある。

いずれの場合も、最終製品の品質は、データを最初に測定した測定機器の品質に完全に依存する。測定機器の品質は校正によって決定され、文書化される。

校正は多くの場合、費用と時間のかかるプロセスである。そのため、後続の校正間隔を長く設定し、その時間差を埋めつつ追跡可能な品質を保証する簡略化された中間校正手順を組み合わせるといった、様々な戦略が採用されている。

この文書は、リモートセンシング画像センサーの校正並びに、校正情報及びその手順の検証を標準化するものである。データ及び派生製品の検証については扱わない。

リモートセンシングのタスクには、多種多様な画像センサーが使われる。技術の違いに加え、各種センサーの標準化の必要性も優先度が異なる。これらの要件を満たすため、ISO/TS 19159は複数の部に分割されている。ISO/TS 19159-1は光学センサーを、ISO/TS 19159-2は航空機搭載型ライダー（光検出測距）センサーを、ISO/TS 19159-3（本規格）は合成開口レーダー（SAR）及び干渉SAR（InSAR）を扱っている。

適用範囲

この規格では、SAR/InSAR センサーの校正及びSAR/InSARの校正情報の検証を規定する。

この規格は、地球ベースのリモートセンシングについて規定している。指定されているセンサーには、航空機搭載型及び宇宙船搭載型のSAR/InSARセンサーが含まれる。

この規格では、校正及び検証に関連するメタデータについても規定する。

引用規格

次に示す規格は、その内容の一部又は全てがこの規格の要求事項を構成する形で、本文中で参照されている。日付が記載された文献については、引用された版のみが適用される。日付のない参照については、引用規格の最新版（修正を含む）が適用される。

ISO 19103, Geographic information — Conceptual schema language

ISO/TS 19130:2010, Geographic information — Imagery sensor models for geopositioning

ISO/TS 19130-2:2014, Geographic information — Imagery sensor models for geopositioning — Part 2: SAR, InSAR, lidar and sonar

ISO 19157, Geographic information — Data quality

ISO/TS 19159-1:2014, Geographic information — Calibration and validation of remote sensing imagery sensors and data — Part 1: Optical sensors

ISO/TS 19159-2, Geographic information — Calibration and validation of remote sensing imagery sensors — Part 2: Lidar

用語及び定義

この標準では、次に示す用語と定義が適用される。ISOとIECは、標準化に使用する用語データベースを次のアドレスで維持・公開している。

— IEC Electropedia: http://www.electropedia.org/

— ISO オンライン閲覧プラットフォーム: http://www.iso.org/obp

3.1

accuracy

正確度

試験結果又は測定結果と真の値との一致の程度

注記1：この規格では、真値は真として受け入れられる参照値である可能性がある。

[ISO 3534‑2:2006 3.3.1を参照 - 注記1、2、3が削除され、新たに注記1が追加された。]

3.2

antenna pattern

アンテナパターン

θ方向に放射される電界強度及びビーム最大方向に放射される電界強度の比

備考１）通常は、アンテナから放出される電波の強さ（電解強度）が、どの方向に対してどの程度強いかを、グラフや図で示す

3.3

aperture reference point

ARP

開口基準点

ARP

合成開口の中心の3次元位置

注記1：通常、ECEF座標（メートル単位）で表される。

[ISO/TS 19130:2010 4.4を引用]

備考1）ECEFはEarth-Centered, Earth-Fixedの略語で、地心地球固定座標系という。地理的・直交的な座標系であり、地球の自転と同期して常時回転する。精密測位において一般的に使用される。ECRとも表現される。[（一財）リモートセンシング技術センター用語集を参照]

https://www.restec.or.jp/glossary/ecef.html

3.4

attitude

姿勢

物体の向き。物体の座標系の軸と外部座標系の軸の間の角度で表される。

[ISO 19116:2004 4.2を参照]

3.5

azimuth resolution

方位分解能

<SAR> クロスレンジ方向の分解能

注記1：これは通常、SARセンサー及び処理システムのインパルス応答に基づいて測定される。これは合成開口のサイズ、または滞留時間の関数である(つまり、開口が大きいほど滞留時間が長くなり、分解能が向上する）。

注記2：インパルス応答の3dB幅が測定値の標準値である。

注記3：クロスレンジ方向もアロングトラック方向と同じである。

[ISO/TS 19130:2010 4.7を参照 — 注記 2 及び 3 が追加された]

3.6

backscattering coefficient

後方散乱係数

単位面積あたりの平均レーダー反射断面積

注記1：照射領域からのレーダー反射が複数の独立した散乱要素によって構成される場合、点目標に用いられるレーダー反射断面積の代わりに後方散乱係数で表す。これは次のように計算される。

注記2：「後方散乱係数」は「正規化レーダー断面積」と呼ばれることもある。

3.7

calibration

校正、キャリブレーション

既知の、制御された信号入力に対するシステムの応答を、定量的に決定づける処理

[ISO/TS 19101‑2: 2008 4.2を引用]

3.8

calibration coefficient

校正係数、キャリブレーション係数

プロセッサゲインを1に正規化し、仰角アンテナパターン、距離、大気減衰をすべて補正した後で、付加ノイズを考慮しないSAR画像ピクセル電力及びレーダー断面積の比

備考1）プロセッサゲイン(processor gain) とは、電気回路における増幅器の入力と出力の比率を表す。

3.9

correction

補正

推定した系統的影響に対する補償

注記1：「系統的影響」の説明については、ISO/IEC Guide 98-3:2008, 3.2.3を参照。

注記2：補償は、加数、乗数などの様々な形式をとり得るものであり、表から推定することもある。

[ISO/IEC Guide 99:2007 2.53を引用][翻訳はJIS Z 8103:2019 525を引用]

備考1) "ISO/IEC Guide 98-3:2008, 3.2.3 systematic error"の中で、系統的影響(systematic effect)は次のように説明されている。

「系統誤差(systematic error)は、ランダム誤差と同様に、完全に排除することはできないが、低減することは多くの場合可能である。系統誤差が、影響量が測定結果に及ぼす既知の影響（以下、系統的影響と呼ぶ）から生じる場合、その影響は定量化することができ、測定に要求される精度に比べてその影響の大きさが重要である場合は、補正（B.2.23）又は補正係数（B.2.24）を適用してその影響を補正することができる。補正後、期待値又は系統的影響から生じる誤差の期待値はゼロであると仮定される。」

3.10

cross-talk

クロストーク、混線

他の信号又は回路に意図せず影響を及ぼす信号又は回路

注記1：PolSARセンサーにおいて、送信チャネルが水平（H）偏波の場合、送信時のクロストークは、垂直偏波の送信電力及び水平偏波の送信電力の比を定義し、デシベル（dB）で表す。受信時のクロストークは送信時のクロストークと同様である。

3.11

digital elevation model

DEM

数値標高モデル

DEM

2次元座標にアルゴリズム的に割り当てられた標高値のデータ集合

[ISO/TS 19101‑2:2008 4.5を引用]

3.12

height

高さ

h, H

選択した基準面からその面に垂直な線に沿った上向きを正とする、任意の地点までの距離

注記1：基準面から下向きの高さは負の値で表される。

注記2：標高及び高さという用語は同義語である。

[ISO 19111:2007 4.29を参照: 注記２を追加している]

[+]

3.13

incident angle

入射角

検出要素からセンサーまでの線及び局所曲面法線（接平面法線）の間の垂直角

[ISO/TS 19130:2010 4.57を引用]

[+]

3.14

interferometric baseline

干渉計基線

与えられた散乱体が撮像された時点における２つのアンテナ位相中心ベクトル間の距離

[+]

3.15

integrated side lobe ratio

ISLR

統合サイドローブ比

ISLR

レーダー画像における点目標のインパルス応答におけるサイドローブ電力及びメインローブ電力の比

注記1：積分サイドローブ比（ISLR）は、インパルス応答の電力を適切な領域にわたって積分することによって得られる。ISLRは次のように表される。

注記2：メインローブ幅は、ピークを中心としたインパルス応答幅（IRW）のα倍として考えることができる。ここで、αは事前定義された定数で、通常は2～2.5である。

備考1）メインローブとは、アンテナの指向性パターンにおいて、最も強い電波の放射を示す部分を指す。

3.16

interferometric synthetic aperture radar

InSAR

干渉型合成開口レーダー

InSAR

2枚以上のSAR画像を利用し、レーダーに戻ってくる波の位相差を利用して地表変形や数値標高の地図を生成する技術

3.17

look angle

視線角

プラットフォームの下方向からスラントレンジ方向への鉛直角。通常は開口基準点（ARP）で測定される。

注記1：「オフナディア (off-nadir) 角」は「視線角」と同じである。

[ISO/TS 19130-2:2014 4.42を参照 - 注記1が元の注記1に置き換えられた。]

3.18

metadata

メタデータ

資源についての情報

[ISO 19115‑1:2014 4.10を引用]

3.19

peak side lobe ratio

PSLR

ピークサイドローブ比

PSLR

SAR画像における点状ターゲットのインパルス応答における最大サイドローブのピーク電力及びメインローブのピーク電力の比

注1：ピークサイドローブ比は通常、デシベル（dB）で表され、以下のように計算される。

3.20

polarimetric synthetic aperture radar

偏波合成開口レーダー

異なる偏波の組み合わせで送受信することで性能が強化されたSARセンサー

注記1：複数の偏波モードを組み合わせることで、対象物の特性をより明確に把握することが可能になる。4偏波SARシステムは、直交する偏波（例えば、水平偏波と垂直偏波）の送受信を行い、単一の撮像シーンに対して4つの偏波を生成する。本規格では、4偏波SARの校正について言及する。

3.21

polarization channel imbalance

偏波チャネル不均衡

二つのコヒーレントデータチャネルから得られた同時ピクセル間の散乱行列要素比の推定におけるバイアス

注1：偏波チャネル不均衡には、振幅不均衡及び位相不均衡が含まれる。

3.22

pulse repetition frequency

パルス繰り返し周波数

システム（例：LIDAR）が一定時間内にパルスを発射する回数。通常はキロヘルツ（kHz）で表される。

[ISO/TS 19130-2:2014 4.53を引用]

3.23

radar cross section

レーダー反射断面積

物体が送信レーダー電力を散乱させる能力の測定値

注記1：レーダー反射断面積は次のように計算される。

注記2：レーダーの断面積は面積で表され、単位は平方メートルである。通常、dBsmを単位とする対数で表され、以下の通りである。

3.24

range

レンジ

<SAR> アンテナと遠くのオブジェクトの間の距離。斜距離と同義

[ISO/TS 19130‑2:2014 4.54を引用]

3.25

range bin

レンジビン

<SAR> すべて同じ範囲を持つレーダーリターンのグループ

[ISO/TS 19130:2010 4.69を引用]

3.26

range direction

slant range direction

レンジ方向

斜めレンジ方向

<SAR> レンジベクトルの方向

[ISO/TS 19130:2010 4.70を引用]

3.27

range resolution

レンジ分解能

レンジ方向の空間分解能

注記1：SARセンサーの場合、通常はセンサーと処理システムのインパルス応答で測定される。これはパルスの帯域幅の関数である。

注記2：インパルス応答の3dB幅が、測定の標準値になる。

[ISO/TS 19130:2010 4.71 参照：注記2を追加した]

3.28

remote sensing

リモートセンシング

対象物と物理的な接触をせずに、その対象物に関する情報の収集及び判読（interpretation）をすること

[ISO/TS 19101‑2:2008 4.33を引用]

3.29

resolution (of imagery)

（画像の）分解能

画像内で別々に解像できる、均一に照らし出された二つのオブジェクト間の最小距離

注記1：この定義は空間分解能を指す。

注記2：一般に、分解能は隣接する地物（物体）を区別する可能性を決定する。

注記3：分解能は、スペクトル分解能および時間分解能を指すこともある。

[ISO/TS 19130-2:2014 4.61 を参照：注記1、2、及び3を追加した]

3.30

scattering matrix

散乱行列

偏波SARの対象物における散乱過程を特徴付ける行列

注記1：散乱行列は次のように定義される。

3.31

sensor

センサー

測定対象の量を運ぶ現象、物体または物質によって直接影響を受ける、測定システムの部品

注記1：能動型センサと受動型センサが存在する。多くの場合、二つ以上のセンサーが1つの測定システムに組み合わされる。

[ISO/IEC Guide 99:2007 3.8 を参照：例と注記は注記1に置き換えられた。]

3.32

uncertainty

不確かさ

測定対象に合理的に帰属する値のばらつきを特徴付ける、測定(4.20)結果に関連付けられたパラメータ

注記1: パラメータは、例えば標準偏差(又はその指定された倍数)、又は指定された信頼水準を持つ区間の半分の幅などである。

注記2：測定の不確かさは、一般に多くの要素から構成される。これらの要素の中には、一連の測定結果の統計分布から評価できるものがあり、実験標準偏差によって特徴付けられる。また、標準偏差によって特徴付けられる他の要素は、経験やその他の情報に基づいて仮定された確率分布から評価される。

注記3：測定結果は測定対象の値の最良の推定値であり、補正（4.9）及び参照標準（4.31）に関連する要素などの系統的影響から生じる要素も含めた、すべての不確かさの要素が分散に寄与することがわかる。

注記4：座標などの測定値の正確度又は精度の品質を定量的に特徴付ける場合、品質パラメータは測定結果の不確かさの推定値である。正確度は定性的な概念であるため、定量的に使用して数値を関連付けるべきではない。その代わりに、数値は不確かさの尺度に関連付けられるべきである。

注記5：測定の不確かさには、定義上の不確かさに加え、補正や測定標準の割当量（4.30）の値に関連する要素など、系統的影響から生じる要素が含まれる。推定された系統的影響は補正されず、代わりに関連する測定の不確かさ要素が組み込まれる場合がある。

注記6: パラメータは、例えば、標準測定不確かさと呼ばれる標準偏差(又はその指定された倍数)、又は指定された包含確率を持つ区間の半分の幅である。

注記7：測定の不確かさは、一般に多くの要素から構成される。これらの要素の中には、一連の測定から得られる量の統計分布に基づくタイプAの測定不確かさ評価によって評価できるものがあり、標準偏差によって特徴付けられる。タイプBの測定不確かさ評価によって評価できる他の要素も、経験やその他の情報に基づく確率密度関数から評価される標準偏差によって特徴付けられる。

注記8：一般に、与えられた情報の集合について、測定の不確かさは測定対象物に帰属する品質値と関連していると理解される。この品質値の変更は、関連する不確かさの変更につながる。

[ISO 19116:2004 4.26を参照: 注記1, 2, 3, 5, 6, 7 及び 8 が追加された]

3.33

validation

妥当性確認

システムの出力から得られるデータ製品の品質を、独立した手段で評価する手続き

注記1：この規格では、「妥当性確認」という用語は限定的な意味で使用されており、校正データの経時変化を管理するための妥当性確認にのみ関連する。

[ISO/TS 19101‑2:2008 4.41を引用]

参考文献

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(2025-08-01)