GB/T 39468-2020 陆地定量遥感产品真实性检验通用方法

犐犆犛３５．２４０．７０

犃７７

／—

犌犅犜３９４６８２０２０

犌犲狀犲狉犪犾犿犲狋犺狅犱狊犳狅狉狋犺犲狏犪犾犻犱犪狋犻狅狀狅犳狋犲狉狉犲狊狋狉犻犪犾狌犪狀狋犻狋犪狋犻狏犲狉犲犿狅狋犲

狇

狊犲狀狊犻狀狉狅犱狌犮狋狊

犵狆

２０２０１１１９２０２１０６０１

／—

犌犅犜３９４６８２０２０

目次

前言…………………………Ⅲ

１范围………………………１

２规范性引用文件…………………………１

３术语和定义………………１

４直接检验通用方法………………………２

４．１直接检验步骤………………………２

４．２空间异质性分析方法………………３

４．３空间抽样方法………………………３

４．４尺度转换方法………………………４

５间接检验通用方法………………………４

５．１间接检验步骤………………………４

５．２交叉检验法…………………………５

５．３时空变化趋势分析检验法…………５

５．４基于地面观测与高分辨率遥感数据的多尺度逐级检验法………５

６评价方法…………………６

／………

６．１遥感产品与相对真值参考对象一致性评价６

６．２遥感产品真实性检验过程不确定性评价…………６

（）…………

附录Ａ资料性附录地表空间异质性分析方法７

附录（资料性附录）空间抽样模型………………………

Ｂ１０

参考文献……………………１６

Ⅰ

／—

犌犅犜３９４６８２０２０

前言

本标准按照／—给出的规则起草。

ＧＢＴ１．１２００９

。。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任

本标准由中国科学院提出。

（／）。

本标准由全国遥感技术标准化技术委员会ＳＡＣＴＣ３２７归口

本标准起草单位：中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院青藏高原研究所、中国科学院空

、。

天信息创新研究院中国资源卫星应用中心

：、、、、、、、、、、

本标准主要起草人葛咏胡茂桂王江浩李新王劲峰张仁华吴骅柳钦火王新鸿潘志强

刘照言。

Ⅲ

／—

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陆地定量遥感产品真实性检验通用方法

１范围

、

本标准规定了陆地定量遥感产品真实性检验的直接检验通用方法间接检验通用方法以及评价

方法。

本标准适用于陆地定量遥感产品的真实性检验。

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标注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本

文件。凡是未注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

／—遥感产品真实性检验导则

ＧＢＴ３６２９６２０１８

３术语和定义

／—界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

ＧＢＴ３６２９６２０１８

３．１

估计量犲狊狋犻犿犪狋狅狉

通过样本对总体属性的统计推断值。

［／—，定义］

ＧＢＺ３３４５１２０１６３．１．１８

３．２

样本狊犪犿犾犲

狆

由一个或多个抽样单元构成的总体的子集。

［／—，定义］

ＧＢＴ３３５８．２２００９１．２．１７

３．３

抽样狊犪犿犾犻狀

狆犵

抽取或组成样本的行动。

［／—，］

ＧＢＴ３３５８．２２００９定义１．３．１

３．４

抽样单元狊犪犿犾犻狀狌狀犻狋

狆犵

将总体进行划分后的每一部分。

注：抽样单元可以分级，总体由初级（抽样）单元组成，每个初级（抽样）单元由二级抽样单元组成，依此类推。

１

注：改写／—，定义。

２ＧＢＴ３３５８．２２００９１．２．１４

３．５

简单随机抽样狊犻犿犾犲狉犪狀犱狅犿狊犪犿犾犻狀

狆狆犵

，

从总体中抽取个抽样单元构成样本使个抽样单元所有的可能组合都有相等被抽到概率的

狀狀

抽样。

［／—，］

ＧＢＴ３３５８．２２００９定义１．３．４

１

／—

犌犅犜３９４６８２０２０

３．６

系统抽样狊狊狋犲犿犪狋犻犮狊犪犿犾犻狀

狔狆犵

，，

将总体中的抽样单元按一定的顺序排列在规定的范围内随机抽取一个或一组初始单元然后按照

一定规则确定其他样本单元的抽样。

［／—，］

ＧＢＴ３３５８．２２００９定义１．３．１２

３．７

分层抽样狊狋狉犪狋犻犳犻犲犱狊犪犿犾犻狀

狆犵

，。

样本抽自于总体不同的层且每个层至少有一个抽样单元入样的抽样

注１：总体的单位按某种特征分为若干次级总体（层），然后再从每一层内进行随机抽样，组成一个样本。

注：改写／—，定义。

２ＧＢＴ３３５８．２２００９１．３．６

３．８

克里格模型犽狉犻犻狀犿狅犱犲犾

犵犵

，、、，

以变异函数理论和结构分析为基础考虑样点的大小形状空间分布等几何特征在有限区域内通

过有限的样本点对该区域或内部的某个局部区域的取值进行最优无偏估计的模型。

３．９

非均质表面均值估计模型；

犿犲犪狀狅犳狊狌狉犳犪犮犲狑犻狋犺狀狅狀犺狅犿狅犲狀犲犻狋犿狅犱犲犾犕犛犖

犵狔

，，

针对可通过分层实现层内均质的异质空间表面综合考虑层内及层间空间相关性对该异质空间表

面均值进行最优无偏估计的模型。

４直接检验通用方法

４．１直接检验步骤

直接检验的检验流程见图１。

图直接检验流程

１

主要步骤如下：

）：（），

ａ验证场地选择根据观测目标的地表空间异质性情况分析方法见４．２在产品覆盖范围内宜

中低值像元或区域推荐选择均质区域的

选取不同下垫面或产品覆盖范围内目标变量的高、、，

中心地带作为验证场或观测场。

２

／—

犌犅犜３９４６８２０２０

）：，。

ｂ样本选择按４．３选择抽样方法进行样本量确定和样本选取

）：，

ｃ数据测量根据选取的样本在像元尺度上选择相应的测量仪器对目标变量进行连续观测或选

取具有代表性的时间点进行观测。

ｄ）尺度一致性判断与像元尺度相对真值确定：根据待检产品像元大小，判断测量数据空间尺度是

。，；，

否满足需求如果满足可直接进行比较验证否则按４．４的要求选择尺度转换方法估计像

元尺度相对真值。

）：，

ｅ检验结果评价比较像元尺度相对真值与待检产品值从准确度和不确定度两个方面评价定量

遥感产品与相对真值之间的一致程度及其不确定性。

４．２空间异质性分析方法

，。

根据空间异质性陆地表面可分为均质地表和非均质地表两类推荐采用空间自相关性分析或空

，’（）、

间方差分析等方法计算地表变量在空间上的差异性如空间自相关指数参见附录中

Ｍｏｒａｎｓ犐ＡＡ．１

半变异函数（参见Ａ．２）、变差系数（参见Ａ．３）或地理探测器指数（参见Ａ．４）等方法，结合待检验遥感

狇

、。

产品的尺度地表特征以及专家知识确定地表空间异质性

４．３空间抽样方法

４．３．１基于样点观测的抽样方法

（），：

对基于样点观测目标的抽样应根据地表情况选择抽样模型参见附录Ｂ具体要求如下

），

ａ当观测目标的空间分布不具有空间自相关性且不具有空间分层异质性时宜使用简单随机抽

样模型或系统抽样模型；

），；

ｂ当观测目标的空间分布不具有空间自相关性但具有空间分层异质性时宜使用分层抽样模型

），

ｃ当观测目标的空间分布具有空间自相关性但不具有空间分层异质性时宜使用考虑空间自相

，；

关性的空间抽样模型如克里格模型

），

ｄ当观测目标的空间分布同时具有空间自相关性和空间分层异质性时宜使用考虑空间自相关

，；

性和分层异质性的抽样模型如ＭＳＮ模型

），，））

ｅ当需要对观测目标进行多个尺度估计时可使用两阶段抽样策略即将ａｄ抽样模型得到

～

的抽样样本作为初级抽样单元，在各初级抽样单元内部进行二级抽样，得到次级抽样单元；

）当观测目标的空间结构特征随时间发生较大变化时，可采用系统抽样模型布设样本点；在观测

ｆ

数据收集完成之后，根据数据分析体现出来的是否具有空间自相关性和空间分层异质性选择

估算方法。

４．３．２基于足迹观测的抽样方法

陆地定量遥感产品（如蒸散发产品等）的地面实测值可基于足迹观测表征的，应根据待检验产品的

空间异质性特点，结合足迹观测仪器（如涡动相关仪、大孔径观测仪、宇宙射线观测仪等）的特点，选择合

适的空间抽样方法（参见附录），具体要求如下：

Ｂ

），；

ａ当待检验像元为均质地表时宜采用系统抽样模型进行样本布设

），，

ｂ当待检验像元为非均质地表且随时间变化不大时根据观测目标空间特征进行空间分区宜采

用分层抽样模型进行样本布设；

当待检验像元为非均质地表且随时间变化时应利用辅助信息结合先验知识确定代表性强的

），，

ｃ

观测点位置。

３

／—

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４．４尺度转换方法

４．４．１样点观测值到像元尺度转换

，。

结合各样本点的实测数据和变量特性选择尺度转换模型进行像元相对真值估计不同地表类型

尺度转换要求如下：

ａ）均质地表待检验像元：结合先验知识，如果单个样点能够代表整个像元所覆盖的地表，则不需

；，；

要尺度转换否则宜采用简单随机抽样统计推断模型进行样点观测值到像元尺度的转换

ｂ）非均质地表待检验像元：当观测目标不具有空间自相关性但具有空间分层异质性时，宜采用分

；，

层抽样统计推断模型当观测目标具有空间自相关性但不具有空间分层异质性时宜采用克里

；，

格统计推断模型当观测目标既具有空间自相关性又具有空间分层异质性时宜采用ＭＳＮ统

计推断模型。

４．４．２足迹观测值到像元尺度转换

采用足迹观测的陆地定量遥感产品，应通过分析观测变量足迹的空间变异规律，选择相应的足迹观

测值到像元尺度转换方法。在尺度转换过程中，应确保地面观测值的范围与遥感产品的尺度一致性、时

。：

间一致性具体要求如下

），

ａ当待检验场地为像元尺度时可根据待检验像元内地表的均质情况分别选择不同的尺度转换

方法：

———：

均质地表待检验像元应通过足迹范围对所占地表面积进行面积加权得到像元尺度的相

对真值。

———：，，

非均质地表待检验像元应根据足迹观测值结合辅助信息将观测区域离散化分成合适

，。

尺寸的网格然后根据统计模型获得像元尺度的相对真值推荐先采用面到点克里格方

，，。

法进行插值再利用点到面克里格方法将待估值区域内网格值转换到像元尺度

），，

ｂ当待检验场地为区域尺度时可结合变量的物理意义和足迹观测值使用物理模型进行区域尺

度的真值估算。

５间接检验通用方法

５．１间接检验步骤

，，

当无法通过地面观测得到像元相对真值时可基于间接检验方法利用参考对象对陆地定量遥感产

品进行真实性检验，检验流程见图。

２

图间接检验流程

２

４

／—

犌犅犜３９４６８２０２０

主要步骤如下：

）：，

ａ参考对象可获得性分析根据待检验产品特点确定具有遥感产品真实性检验可接受参考值的

数据或产品。

）：，，

ｂ检验方法选择根据待检验产品和参考对象的特点选择合适的间接检验方法包括交叉检验

、。

法时空变化趋势分析检验法和基于地面观测与高分辨率遥感数据的多尺度逐级检验法

）