ISO/TS 19159-1:2014

ISO/TS 19159-1:2014　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１部：光学センサー

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

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:iso:ts:19159:-1:ed-1:v1: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。それを使った生成プロセスから得られる典型的な空間データには、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、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。ISO 19159のこの部では、これらの中間校正は妥当性確認と呼ばれる。

ISO 19159のこの部は、リモートセンシング画像センサーの校正、および校正情報及びその手順の妥当性確認を標準化する。データ及び派生製品の妥当性確認については規定しない。

リモートセンシングの作業には、多種多様な画像センサーが使用される。使用される技術の違いとは別に、それぞれのセンサータイプの標準化の必要性には、さまざまなレベルの優先順位がある。これらの要件を満たすため、ISO 19159は複数の部に分割されている。第１部は光学センサー、すなわち航空機搭載型写真測量カメラ及び宇宙船搭載型光学センサーを対象としている。第２部は、LIDAR（Light detection and ranging, 光検出及び測距）とも呼ばれるレーザースキャン装置を対象としている。

第３部及び第４部では、サブトピック としてSAR (synthetic aperture radar, 合成開口レーダー)及びInSAR (interferometric SAR, 干渉 SAR) を含む RADAR (radio detection and ranging, 無線検出及び測距) 並びに、水路測量に適用される SONAR (sound detection and ranging, 音響検出および測距) を扱う予定である。

適用範囲

ISO 19159 のこの部では、航空機搭載型及び宇宙船搭載型のリモートセンシング画像センサーの校正及び妥当性確認を定義する。

「校正」という用語は、幾何学、放射測定、及びスペクトルを指し、実験室での機器校正及び現場での校正の両方を含む。妥当性確認の方法については、校正情報の妥当性確認を対象としている。

ISO 19159 のこの部では、他の地理情報国際標準では定義されていない、校正及び妥当性確認に関するメタデータについても示す。

指定センサーには、フレームカメラ及びラインカメラ型（2D CCD スキャナー）の光学センサーを含む。

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 19115-2:2009, Geographic information — Metadata — Part 2: Extensions for imagery and gridded data

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

用語及び定義

この規格の目的に応じて、次の用語及び定義が適用される。

4.1

blooming

ブルーミング

あるピクセルの飽和信号が隣接するピクセルに溢れ出すこと

4.2

calibration

校正

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]

注記1：校正とは、指定された条件下で、最初に指示値（関連する測定不確かさ（4.16）を含む）をもとめ、測定標準によって提供される物理量（4.27）の値（測定不確かさを含む）との関係を確立する操作である。

備考1：定義の最新の引用文献はISO/19101-2:2018 3.2である。ただしその文献には注記は含まれない。

4.3

calibration curve

校正曲線

指示値と、それに対応する測定値（4.27）との値との関係の表現

注記1：校正曲線は、1対1の関係を表すが、不確かさ（4.38）に関する情報を含んでいないため、測定（4.16）結果を提供するものではない。

[ISO/IEC Guide 99:2007 4.31を引用][翻訳はJIS Z 8103:2019 738を参照]

備考1）校正曲線は、測定装置の誤差を補正するために使用される。ここで、指示値 (indication) とは標準器が示す、真値とされる値を指す。

4.4

calibration validation

校正妥当性確認

パラメータの妥当性を評価するプロセス

注記1：妥当性確認の一般的な定義において、「校正妥当性確認」とは、センサー（4.32）の校正結果のような、少数のパラメータ（属性値）の集まりのみを指す。

4.5

correction

補正

推定した系統効果に対する補償

注記1：「系統効果」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]

4.6

dark current

暗電流

光電検出器（4.9）（又はその陰極）の、入射光がない状態での出力電流

注記1：光センサー（4.32）の校正においては、暗電流は入射光がない状態で測定される。

4.7

dark current noise

暗電流ノイズ

光放射が検知されていないときに検出器（4.9）の出力に生じる電流のノイズ（4.22）

4.8

dark signal non uniformity

DSNU

暗信号不均一性

DSNU

可視光または赤外光が存在しない場合に検出器（4.9）素子が示す応答

注記1：この活性化は、主に検出器の欠陥によって引き起こされる。

4.9

detector

検出器

< electro-optical> エネルギー入力に応じて出力信号を生成する装置

注記1：エネルギー入力は電磁放射によって行われる。出力は測定可能かつ再現可能な電気信号となる。

[ISO/TS 19130:2010 4.18を参照]

4.10

ground sampling distance

GSD

地上サンプリング距離

GSD

地上のピクセル中心間の直線距離

注記1：地上サンプリング距離（GSD）は、画像解像度（4.30）に対する一つの制限、すなわち、画像面におけるピクセル間距離に対応する地上サンプリング距離による制限を表す測定値（4.15）である。

注記2：地上サンプリング距離（GSD）は、画像マトリックスにおいて隣接する要素によって表される表面要素の中心点間の距離である。

注記3：地上サンプリング距離（GSD）は、飛行高度、地形高度、及び観測角に依存する。

注記4：地上サンプリング距離（GSD）は、地上標本距離（ground sample distance）とも呼ばれる。

注記5：この定義は水面にも適用される。

[ISO/TS 19130:2010 4.45を参照 - 注記1～4を追加]

4.11

in situ measurement

原位置測定

測定対象物を元の場所において直接測定（4.16）すること

4.12

instantaneous field of view

IFOV

瞬間視野

角度空間で測定された、単一の検出器要素によって見られる瞬間的な領域

[ISO/TS 19130‑2:2014 4.36を引用]

4.13

irradiance

放射照度

単位時間当たりの単位面積の電磁放射エネルギー

注記1：SI単位はワット毎平方メートル（W/m2）である。

4.14

keystone effect

キーストーン効果

投影面と画像面の傾きによって生じる投影画像の歪み。長方形の画像が台形に投影される。

4.15

measure

測定値

スケール付きの数値又はスカラー参照系を使用して記述された値

注記1：名詞として使用される場合、測定値は物理量(4.27)の同義語である。

[ISO 19136:2007 4.1.41を参照]

備考1) ISO 19136-1:2020 3.1.41では、この定義の先頭には<GML>が記されている。

4.16

measurement

測定

数量(4.27)の値を決定することを目的とした一連の操作

[ISO/TS 19101‑2:2008 4.20を引用]

備考1）現在の引用文献は、ISO/TS 19101‑2:2018 3.21である。

4.17

measurement accuracy

accuracy of measurement

accuracy

測定正確度

測定の正確度

正確度

試験結果または測定（4.16）結果と真の値との一致の近さ

注記1：「測定正確度」という概念は量（4.27）ではなく、数値的な量として与えられるものではない。測定誤差（4.18）が小さいほど、測定正確度が高いと言える。

注記2：「測定正確度」という用語は測定真度に使用すべきではなく、「測定精度」（4.19）という用語は「測定正確度」に使用すべきではない。ただし、測定正確度はこれらの概念の両方に関連しているためである。

注記3：「測定正確度」は、測定対象に帰属する測定量の値間の一致の近さとして理解される場合がある。

[ISO 6709:2008 4.1を参照 - 推奨用語は「正確度」ではなく「測定正確度」であり、注1～3を追加した。]

[+]

4.18

measurement error

error of measurement

error

測定誤差

測定の誤差

誤差

測定量 (4.27) の値から真値を引いた値

注記1：「測定誤差」の概念は、次の両方の場合に用いられる。

a) 引用する量の参照値が一つだけある場合：このような状況が生じるのは、不確かさが無視できる測定値を用いて測定標準によって校正を行う場合、又は取り決めによる量の値が示されている場合である。この場合、測定誤差は既知である。

b) 測定対象量が一意的な真値、又は無視できるほど狭い範囲に存在する真値の集合で表すことができると考えられる場合：この場合測定誤差は不可知である。

注記2：測定誤差と、生産工程の誤差又は過失とを混同すべきではない。

[ISO/IEC Guide 99:2007 2.16を引用][翻訳はJIS Z 8103:2019 505を参照]

4.19

measurement precision

precision

測定精度

精度

指定された条件の下で，同じ又は類似の対象について，反復測定 (4.16) によって得られる指示量又は測定量 (4.27) の間の一致の近さ。

注記1：測定精度は通常、指定された測定条件下での標準偏差、分散、変動係数などの不精密さ (imprecision)の尺度によって数値表現する。

注記2：「指定された条件」には、例えば、繰り返し条件、中間再現条件又は再現条件がある（ISO 5725-3参照）(JIS Z 8402-1:1999参照)。

注記3：測定精度は、測定の繰り返し性、中間再現性、及び再現性を定義するために用いる。

注記4：「測定精度」は誤って測定正確度（4.17）を意味するものとして誤って用いられることがある。

[ISO/IEC Guide 99:2007 2.15を引用][翻訳はJIS Z 8103:2019 518を参照]

4.20

metric traceability

計量トレーサビリティー

すべてが明示された不確かさを持つ、途切れのない比較の連鎖を通じて関連付けられる、通常は国家標準又は国際標準として文書化された基準による、標準値又は測定 (4.16) 結果の特性。

[ISO/TS 19101‑2:2008 4.23を引用]

備考1）この定義は、ISO/TS 19101‑2:2018 3.23を引用している。

4.21

metrological traceability chain

traceability chain

計量トレーサビリティーの連鎖

トレーサビリティーの連鎖

測定結果を参照基準に関係付けるために用いる，測定標準及び校正の段階的なつながり。 

注記1：トレーサビリティーの連鎖は，校正階層を通して定義される。 

注記2：トレーサビリティーの連鎖は，測定結果のトレーサビリティーを確立するために用いる。 

注記3：二つの測定標準の比較が，一方の測定標準の量の値及びその不確かさを確認し，必要であれば補正するために行われる場合には，その比較を校正とみなすことがある。

[ISO/IEC Guide 99:2007 2.42を参照][翻訳はJIS Z 8103:2019 404を引用]

4.22

noise

ノイズ

測定（4.16）を妨害する可能性のある不要な信号

注記1：ノイズとは、搬送された情報の認識を妨げる信号中のランダムな変動である。

[ISO 12718:2008 2.26を引用]

4.23

pixel response non-uniformity

PRNU

ピクセル応答不均一性

PRNU

検出器（4.9）配列でできている検出装置の均一な活性化に対する応答の不均一性

4.24

point-spread function

PSF

点像分布関数

PSF

高コントラストの点状ターゲットに対する撮像システムの応答特性

[IEC 88528-11:2004を引用]

4.25

positional accuracy

位置正確度

特定の位置参照システムにおける真値又は真値とみなせる値（accepted value）に対する座標値の近さ

注記1：この概念を相対位置正確度と区別するために、「絶対正確度」という語句が使用されることがある。真の座標値が完全にはわからない場合、正確度は通常、真として最も許容できる利用可能な値と比較してテストされる。

[ISO 19116:2004 4.20を引用]

4.26

quality assurance

品質保証

品質要求事項が満たされるという確信を与えることに焦点を合わせた品質マネジメントの一部

[ISO 9000:2005 3.2.11を引用][翻訳はJIS Q 9000:2005 3.3.6を引用]

4.27

quantity

量

現象，物体又は物質の特性であり，特性は一つの数値及び一つの参照基準で表すことができる大きさをもつ。 

注記1：参照基準は測定 (4.16)単位、測定手順、標準物質、又はこれらの組み合わせである。

注記2：量の記号は、ISO 80000及びIEC 80000シリーズの「量と単位」に示されている。量の記号はイタリック体で表記される。同じ記号でも異なる量を表す場合がある。

注記3：ここで定義される量はスカラーである。ただし、成分が量であるベクトルやテンソルも量とみなされる。

注記4：概念「量」は、一般的に、例えば「物理量」、「化学量」、「生物学的量」、あるいは「基本量」と「組立量」のように分類される場合がある。

[ISO/IEC Guide 99:2007 1.1を参照—注記が変更された。][翻訳はJIS Z 8103:2019 201を参照]

備考1）JIS Z 8103:2019 201では"reference"を「参照基準」と訳している。

4.28

reference standard

参照標準

特定の組織又は特定の場所における特定の種類の量に対する他の測定標準の校正のために指定された測定（4.16）標準

4.29

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]

備考1）現行の引用文献はISO 19101-2:2018 3.33である。

4.30

resolution

分解能

<imagery> 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、互いに離れた隣接する地物（物体）を区別する可能性を決定する。

注記3：分解能は、スペクトル分解能及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1～3を追加]

4.31

resolution

分解能

<sensor> センサー(4.32)が意味のある識別ができる、センサーの示度間の最小の差

注記1：画像にとっては、分解能(4.30)は放射分解能、スペクトル分解能、空間及び時間分解能を指す。

[ISO/TS 19101‑2:2008 4.34を引用]

4.32

sensor

センサー

測定しようとする量(4.27)を伝える現象，物体又は物質によって直接的に影響を受ける測定システムの要素。

注記1：能動型センサーと受動型センサーが存在する。多くの場合、二つ以上のセンサーが一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 — 注記が変更された。][翻訳はJIS Z 8103:2019 618を参照]

4.33

smile distortion

スマイル歪み

光学的歪みによって引き起こされるスペクトルチャネルの中心波長のずれ

注記1：この歪みは、単にスマイルと呼ばれることが多い。

4.34

spectral resolution

スペクトル分解能

電磁スペクトル内の特定の波長間隔

注記1：スペクトル波長間隔とは、与えられた基準に従って区別できる、等しい強度を持つ2つの単色放射体の放射波長の最小差をいう。

注記2：スペクトル分解能とは、隣接するスペクトル特性を区別する能力を規定する。

[ISO 19115-2:2009 4.30を参照：注記1～2を追加]

[+]

4.35

spectral responsivity

分光応答度

与えられた波長における単位波長間隔あたりの応答度

注記1：分光応答度とは、波長に依存する放射輝度に対するセンサー（4.32）の応答である。

注記2：定義はIEC 60050–845の中で数学的に記述されている。分光応答度は、検出器（4.9）出力d Y(λ)を単色検出器入力dXe(λ)=Xe, λ(λ)・dλで割ったもので、波長間隔dλにおける波長λの関数として表される。

s (λ)＝dY (λ) /dXc (λ)

[+]

4.36

standardization

標準化

実在の問題又は起こる可能性がある問題に関して，与えられた状況において最適な秩序を得ることを目的として，共通に，かつ，繰り返して使用するための記述事項を確立する活動。 注記1：特にこの活動は標準を作成し，発行し，実施する過程からなる。

注記2：標準化がもたらす重要な利益は，製品，プロセス及びサービスが意図した目的に適するように改善されること，貿易上の障害が取り払われること，及び技術協力が促進されることである。

[ISO/IEC Guide 2:2004 1.1を引用][翻訳はJIS Z 8002:2006 1.1を参照]

4.37

stray light

迷光

検出されてしまうが、IFOV（4.12）から直接到来したものではない電磁放射

注記1：迷光は望遠鏡内部の反射光である場合がある。

注記2：この定義は、観測対象スペクトルの光学的部分について有効である。

4.38

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(4.16)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（もしくはその所定の倍数）、あるいは規定された信頼水準を持つ区間の半値幅などである。

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的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ることができる。同様に標準偏差によって特徴付けることができる他の要素は、経験又は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物の値の最良推定値であり、不確かさのすべての要素（補正（4.5）や参照標準（4.28）に関連する要素など、系統的影響から生じる要素も含む）がばらつきに寄与することを理解すべきである。

注記4：座標などの測定値の正確度又は精度（4.19）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、定量的に用いるべきではない。つまり、数値を関連付けるのではなく、不確かさの尺度に数値を関連付けるべきである。

注記5：測定の不確かさには、定義上の不確かさに加え、補正及び測定標準の割当量（4.27）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。推定される系統的影響は補正されない場合もあるが、その代わりに関連する測定の不確かさの要素が組み込まれる。

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（又はそれに指定された倍数）、あるいは包含確率 (coverage probability) が定められた区間の半値幅などである。

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。これらの要素の一部は、一連の測定から得られる量の値の統計的分布に基づくタイプAの測定不確かさの評価によって評価され、標準偏差によって特徴付けられる。タイプBの測定不確かさの評価によって評価されるその他の要素も、経験または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、与えられた情報集合について、測定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をもたらす。

[ISO 19116:2004 4.26を参照]

備考1）ここではISO 19116:2019 3.28の定義のみが引用されている。

備考2）包含確率 (coverage probability) とは信頼区間が真値を含む確率のこと。信頼区間の性能を評価するためにもちられる。ここで信頼区間とは、標本データから母集団のパラメータ（真の値）を推定する際に、その損の値が含まれると推定される範囲のこと。例えば、95%信頼区間とは、同じ方法で何度も標本抽出を行い、信頼区間を計算した場合、95%の確率で真の値がその区間内に含まれることを意味する。

4.39

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：ISO 19159のこの部では、「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を参照]

4.40

verification

検証

与えられたアイテムが指定された要求事項を満たしているという客観的証拠の提示

注記1：適用できる場合は、測定（4.16）の不確かさ（4.38）を考慮することが望ましい。

注記2：対象とするアイテムは、例えば、プロセス、測定手順、材料、化合物、又は測定システムのいずれであってもよい。

注記3：規定された要求事項とは、例えば、製造業者の仕様を満たすことである。

注記4：検証と校正とを混同すべきではない。全ての検証が妥当性確認（4.39）であるとは限らない。

[ISO/IEC Guide 99:2007 2.44を参照 - 注記6は削除][翻訳はJIS Z 8103:2019 406を参照]

4.41

vicarious calibration

代替校正

地球表面上の自然又は人工の場所を利用した、センサー（4.32）打ち上げ後の校正

参考文献

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(2025-06-27)