ICS 35.240.70 A 77 中华人民共和国国家标准 GB/T39468—2020 陆地定量遥感产品真实性检验通用方法 General methods for the validation of terrestrial quantitative remote sensing products 2020-11-19发布 2021-06-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T39468—2020 目 次 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 直接检验通用方法 4.1 直接检验步骤 4.2 空间异质性分析方法 4.3 空间抽样方法 4.4 尺度转换方法 5间接检验通用方法 5.1 间接检验步骤 5.2 交叉检验法 5.3 时空变化趋势分析检验法 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 6评价方法 6.1遥感产品与相对真值/参考对象一致性评价 6.2遥感产品真实性检验过程不确定性评价 附录A（资料性附录）地表空间异质性分析方法 附录B（资料性附录)空间抽样模型 10 参考文献 16 GB/T39468—2020 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 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（SAC/TC327）归口。 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。 SAG I GB/T39468—2020 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 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。 GB/T36296—2018遥感产品真实性检验导则 3 术语和定义 GB/T36296一2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 估计量estimator 通过样本对总体属性的统计推断值。 [GB/Z33451—2016，定义3.1.18] 3.2 样本 sample 由一个或多个抽样单元构成的总体的子集。 [GB/T3358.2—2009,定义1.2.17] 3.3 抽样 sampling 抽取或组成样本的行动。 [GB/T3358.2—2009,定义1.3.1] 3.4 抽样单元 sampling unit 将总体进行划分后的每一部分。 注2：改写GB/T3358.2—2009，定义1.2.14 3.5 简单随机抽样 simplerandomsampling 从总体中抽取n个抽样单元构成样本，使n个抽样单元所有的可能组合都有相等被抽到概率的 抽样。 [GB/T3358.2—2009定义1.3.4] 1 GB/T39468—2020 3.6 系统抽样systematic sampling 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。 [GB/T3358.2—2009,定义1.3.12］ 3.7 分层抽样stratified sampling 样本抽自于总体不同的层，且每个层至少有二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2改写GB/T3358.2—2009，定义1.3.6。 3.8 克里格模型krigingmodel 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 mean of surface with non-homogeneity model; MSN 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。 ·地表空间异质性分析 验证场地选择 ·典型验证场地选择 ●基于样点观测的抽样方法 样本选择 ·基于足迹观测的抽样方法 数据测量 个 尺度一致性判断与像元尺 ·样点到像元尺度转换 度相对真值确定 ·足迹到像元尺度转换 个 ·准确度评价 检验结果评价 ·不确定度评价 图1 直接检验流程 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 选取不同下垫面或产品覆盖范围内目标变量的高、中、低值像元或区域，推荐选择均质区域的 中心地带作为验证场或观测场。 2 39468—2020 .3选择抽样方 量确定和样本 选取的样本， 选择相应的氵 续观测或选 的时间点进行 ：根据待检产 新与像元尺度 空间尺度是 夺满足需求。如果满足，可直 4.4的要求选择尺度转换 尺度相对真值。 含验结果评价：比较像元尺度 人准确度和不确定度两个方 3咸立口扫对真值之间的 法 根据空 为均质地表和 类。推荐采 间方差分析 可上的差异性， Moran's I# 半变异函娄 见A.3)或地 数(参见A.4) 产品的尺庭 角定地表空间 抽样方法 参见附录B) 示的抽样应根据地表情况选 下: 空间分布不具有空间自相关 空间分层异质 [简单随机抽 有空间自相关 时，宜使用分层抽样模型； 空间自相关性 时，宜使用考虑空间自相 里格模型； 具有空间自相 ，宜使用考虑空间自相关 主和分层异质 需要对观测！ 样模型得到 抽样样本作 1样单元； 自观测目标的多 本点；在观测 文据收集完成： ！异质性选择 促 4.3.2基 抽样方法 陆地定 足迹观测表征的，应根据待 空间异质性 [仪、宇宙射线观测仪等)的 适的空间抽样方法（参见附录B），具体要求如下： 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 用分层抽样模型进行样本布设； c) 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 GB/T39468—2020 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)三 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。 待检验产品和参考对象 方法选择 基丁地面观测与高分辨牵遥感 交叉检验法 时空变化趋势分析检验法 数据的多尺度逐级检验法 ●准确度评价 检验结果评价 ●不确定度评价 图2 间接检验流程