(高清版)GBT 39468-2020 陸地定量遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)通 用方法

ICS35.240.70陸地定量遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)通用方法國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 1 24.1直接檢驗(yàn)步驟 24.2空間異質(zhì)性分析方法 34.3空間抽樣方法 34.4尺度轉(zhuǎn)換方法 4 4 45.2交叉檢驗(yàn)法 55.3時(shí)空變化趨勢(shì)分析檢驗(yàn)法 55.4基于地面觀測(cè)與高分辨率遙感數(shù)據(jù)的多尺度逐級(jí)檢驗(yàn)法 5 66.1遙感產(chǎn)品與相對(duì)真值/參考對(duì)象一致性評(píng)價(jià) 66.2遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)過(guò)程不確定性評(píng)價(jià) 6附錄A(資料性附錄)地表空間異質(zhì)性分析方法 7附錄B(資料性附錄)空間抽樣模型 ⅢGB/T39468—2020本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專(zhuān)利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)科學(xué)院提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC327)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所、中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所、中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院、中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心。劉照言。1GB/T39468—2020陸地定量遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)通用方法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了陸地定量遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)的直接檢驗(yàn)通用方法、間接檢驗(yàn)通用方法以及評(píng)價(jià)GB/T36296—2018遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)導(dǎo)則[GB/Z33451—2016,定義3.1.18][GB/T3358.2—2009注2:改寫(xiě)GB/T3358.2—2009,定義1.2.14。從總體中抽取n個(gè)抽樣單元構(gòu)成樣本，使n個(gè)抽樣單元所有的可能組合都有相等被抽到概率的2GB/T39468—2020一定規(guī)則確定其他樣本單元的抽樣。[GB/T3358.2—2009,定義1.3.12]過(guò)有限的樣本點(diǎn)對(duì)該區(qū)域或內(nèi)部的某個(gè)局部區(qū)域的取值進(jìn)行最優(yōu)無(wú)偏估計(jì)的模型。針對(duì)可通過(guò)分層實(shí)現(xiàn)層內(nèi)均質(zhì)的異質(zhì)空間表面，綜合考慮層內(nèi)及層間空間相關(guān)性，對(duì)該異質(zhì)空間表面均值進(jìn)行最優(yōu)無(wú)偏估計(jì)的模型。4直接檢驗(yàn)通用方法直接檢驗(yàn)的檢驗(yàn)流程見(jiàn)圖1?！竦乇砜臻g異質(zhì)性分析●地表空間異質(zhì)性分析足跡到像元尺度轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)測(cè)量a)驗(yàn)證場(chǎng)地選擇：根據(jù)觀測(cè)目標(biāo)的地表空間異質(zhì)性情況(分析方法見(jiàn)4.2),在產(chǎn)品覆蓋范圍內(nèi)宜選取不同下墊面或產(chǎn)品覆蓋范圍內(nèi)目標(biāo)變量的高、中、低值像元或區(qū)域，推薦選擇均質(zhì)區(qū)域的中心地帶作為驗(yàn)證場(chǎng)或觀測(cè)場(chǎng)。3GB/T39468—2020b)樣本選擇：按4.3選擇抽樣方法，進(jìn)行樣本量確定和樣本選取。c)數(shù)據(jù)測(cè)量：根據(jù)選取的樣本，在像元尺度上選擇相應(yīng)的測(cè)量?jī)x器對(duì)目標(biāo)變量進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)或選取具有代表性的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。d)尺度一致性判斷與像元尺度相對(duì)真值確定：根據(jù)待檢產(chǎn)品像元大小，判斷測(cè)量數(shù)據(jù)空間尺度是否滿足需求。如果滿足，可直接進(jìn)行比較驗(yàn)證；否則，按4.4的要求選擇尺度轉(zhuǎn)換方法估計(jì)像元尺度相對(duì)真值。e)檢驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)：比較像元尺度相對(duì)真值與待檢產(chǎn)品值，從準(zhǔn)確度和不確定度兩個(gè)方面評(píng)價(jià)定量遙感產(chǎn)品與相對(duì)真值之間的一致程度及其不確定性。4.2空間異質(zhì)性分析方法根據(jù)空間異質(zhì)性，陸地表面可分為均質(zhì)地表和非均質(zhì)地表兩類(lèi)。推薦采用空間自相關(guān)性分析或空間方差分析等方法計(jì)算地表變量在空間上的差異性，如空間自相關(guān)Moran'sI指數(shù)(參見(jiàn)附錄A中A.1)、半變異函數(shù)(參見(jiàn)A.2)、變差系數(shù)(參見(jiàn)A.3)或地理探測(cè)器q指數(shù)(參見(jiàn)A.4)等方法，結(jié)合待檢驗(yàn)遙感產(chǎn)品的尺度、地表特征以及專(zhuān)家知識(shí)確定地表空間異質(zhì)性。4.3空間抽樣方法4.3.1基于樣點(diǎn)觀測(cè)的抽樣方法對(duì)基于樣點(diǎn)觀測(cè)目標(biāo)的抽樣應(yīng)根據(jù)地表情況選擇抽樣模型(參見(jiàn)附錄B),具體要求如下：a)當(dāng)觀測(cè)目標(biāo)的空間分布不具有空間自相關(guān)性且不具有空間分層異質(zhì)性時(shí)，宜使用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣模型或系統(tǒng)抽樣模型；b)當(dāng)觀測(cè)目標(biāo)的空間分布不具有空間自相關(guān)性但具有空間分層異質(zhì)性時(shí)，宜使用分層抽樣模型；c)當(dāng)觀測(cè)目標(biāo)的空間分布具有空間自相關(guān)性但不具有空間分層異質(zhì)性時(shí)，宜使用考慮空間自相d)當(dāng)觀測(cè)目標(biāo)的空間分布同時(shí)具有空間自相關(guān)性和空間分層異質(zhì)性時(shí)，宜使用考慮空間自相關(guān)性和分層異質(zhì)性的抽樣模型，如MSN模型；e)當(dāng)需要對(duì)觀測(cè)目標(biāo)進(jìn)行多個(gè)尺度估計(jì)時(shí)，可使用兩階段抽樣策略，即將a)～d)抽樣模型得到的抽樣樣本作為初級(jí)抽樣單元，在各初級(jí)抽樣單元內(nèi)部進(jìn)行二級(jí)抽樣，得到次級(jí)抽樣單元；f)當(dāng)觀測(cè)目標(biāo)的空間結(jié)構(gòu)特征隨時(shí)間發(fā)生較大變化時(shí)，可采用系統(tǒng)抽樣模型布設(shè)樣本點(diǎn)；在觀測(cè)數(shù)據(jù)收集完成之后，根據(jù)數(shù)據(jù)分析體現(xiàn)出來(lái)的是否具有空間自相關(guān)性和空間分層異質(zhì)性選擇估算方法。4.3.2基于足跡觀測(cè)的抽樣方法陸地定量遙感產(chǎn)品(如蒸散發(fā)產(chǎn)品等)的地面實(shí)測(cè)值可基于足跡觀測(cè)表征的，應(yīng)根據(jù)待檢驗(yàn)產(chǎn)品的適的空間抽樣方法(參見(jiàn)附錄B),具體要求如下：a)當(dāng)待檢驗(yàn)像元為均質(zhì)地表時(shí)，宜采用系統(tǒng)抽樣模型進(jìn)行樣本布設(shè)；b)當(dāng)待檢驗(yàn)像元為非均質(zhì)地表且隨時(shí)間變化不大時(shí)，根據(jù)觀測(cè)目標(biāo)空間特征進(jìn)行空間分區(qū)，宜采用分層抽樣模型進(jìn)行樣本布設(shè)；c)當(dāng)待檢驗(yàn)像元為非均質(zhì)地表且隨時(shí)間變化時(shí)，應(yīng)利用輔助信息，結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)確定代表性強(qiáng)的觀測(cè)點(diǎn)位置。4GB/T39468—20204.4尺度轉(zhuǎn)換方法4.4.1樣點(diǎn)觀測(cè)值到像元尺度轉(zhuǎn)換結(jié)合各樣本點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和變量特性，選擇尺度轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行像元相對(duì)真值估計(jì)。不同地表類(lèi)型尺度轉(zhuǎn)換要求如下：a)均質(zhì)地表待檢驗(yàn)像元：結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)，如果單個(gè)樣點(diǎn)能夠代表整個(gè)像元所覆蓋的地表，則不需要尺度轉(zhuǎn)換；否則，宜采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣統(tǒng)計(jì)推斷模型進(jìn)行樣點(diǎn)觀測(cè)值到像元尺度的轉(zhuǎn)換；b)非均質(zhì)地表待檢驗(yàn)像元：當(dāng)觀測(cè)目標(biāo)不具有空間自相關(guān)性但具有空間分層異質(zhì)性時(shí)，宜采用分層抽樣統(tǒng)計(jì)推斷模型；當(dāng)觀測(cè)目標(biāo)具有空間自相關(guān)性但不具有空間分層異質(zhì)性時(shí)，宜采用克里格統(tǒng)計(jì)推斷模型；當(dāng)觀測(cè)目標(biāo)既具有空間自相關(guān)性又具有空間分層異質(zhì)性時(shí)，宜采用MSN統(tǒng)計(jì)推斷模型。4.4.2足跡觀測(cè)值到像元尺度轉(zhuǎn)換采用足跡觀測(cè)的陸地定量遙感產(chǎn)品，應(yīng)通過(guò)分析觀測(cè)變量足跡的空間變異規(guī)律，選擇相應(yīng)的足跡觀測(cè)值到像元尺度轉(zhuǎn)換方法。在尺度轉(zhuǎn)換過(guò)程中，應(yīng)確保地面觀測(cè)值的范圍與遙感產(chǎn)品的尺度一致性、時(shí)間一致性。具體要求如下：a)當(dāng)待檢驗(yàn)場(chǎng)地為像元尺度時(shí)，可根據(jù)待檢驗(yàn)像元內(nèi)地表的均質(zhì)情況分別選擇不同的尺度轉(zhuǎn)換——均質(zhì)地表待檢驗(yàn)像元：應(yīng)通過(guò)足跡范圍對(duì)所占地表面積進(jìn)行面積加權(quán)得到像元尺度的相對(duì)真值。——非均質(zhì)地表待檢驗(yàn)像元：應(yīng)根據(jù)足跡觀測(cè)值，結(jié)合輔助信息，將觀測(cè)區(qū)域離散化分成合適尺寸的網(wǎng)格，然后根據(jù)統(tǒng)計(jì)模型獲得像元尺度的相對(duì)真值。推薦先采用面到點(diǎn)克里格方法進(jìn)行插值，再利用點(diǎn)到面克里格方法，將待估值區(qū)域內(nèi)網(wǎng)格值轉(zhuǎn)換到像元尺度。b)當(dāng)待檢驗(yàn)場(chǎng)地為區(qū)域尺度時(shí)，可結(jié)合變量的物理意義和足跡觀測(cè)值，使用物理模型進(jìn)行區(qū)域尺度的真值估算。5間接檢驗(yàn)通用方法5.1間接檢驗(yàn)步驟當(dāng)無(wú)法通過(guò)地面觀測(cè)得到像元相對(duì)真值時(shí)，可基于間接檢驗(yàn)方法，利用參考對(duì)象對(duì)陸地定量遙感產(chǎn)品進(jìn)行真實(shí)性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)流程見(jiàn)圖2。方法選擇時(shí)空變化趨勢(shì)分析檢驗(yàn)法數(shù)據(jù)的多尺度逐級(jí)檢驗(yàn)法●準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)圖2間接檢驗(yàn)流程5GB/T39468—2020主要步驟如下：a)參考對(duì)象可獲得性分析：根據(jù)待檢驗(yàn)產(chǎn)品特點(diǎn)，確定具有遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)可接受參考值的數(shù)據(jù)或產(chǎn)品。b)檢驗(yàn)方法選擇：根據(jù)待檢驗(yàn)產(chǎn)品和參考對(duì)象的特點(diǎn)，選擇合適的間接檢驗(yàn)方法，包括交叉檢驗(yàn)法、時(shí)空變化趨勢(shì)分析檢驗(yàn)法和基于地面觀測(cè)與高分辨率遙感數(shù)據(jù)的多尺度逐級(jí)檢驗(yàn)法。c)檢驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)：比較像元尺度參考對(duì)象值與待檢產(chǎn)品值，從準(zhǔn)確度和不確定度兩個(gè)方面評(píng)價(jià)遙感產(chǎn)品與參考對(duì)象之間的一致程度及其不確定性。5.2交叉檢驗(yàn)法交叉檢驗(yàn)法適用于同時(shí)檢驗(yàn)多種定量遙感產(chǎn)品且直接檢驗(yàn)法無(wú)法實(shí)施的情況。該方法將已經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的定量遙感產(chǎn)品，或多種已檢驗(yàn)遙感產(chǎn)品的均值作為相對(duì)真值，檢驗(yàn)待檢驗(yàn)的遙感產(chǎn)品。交叉檢驗(yàn)法側(cè)重于評(píng)價(jià)遙感產(chǎn)品的相對(duì)準(zhǔn)確度。檢驗(yàn)流程應(yīng)符合GB/T36296—2018中8.2.1的規(guī)定。交叉檢驗(yàn)中涉及的通用方法包括：a)交叉檢驗(yàn)產(chǎn)品選擇方法：宜選用與待檢產(chǎn)品同類(lèi)型的已檢陸地定量遙感產(chǎn)品作為參考對(duì)象。錯(cuò)配、或者投影坐標(biāo)體系不一致，應(yīng)采用遙感產(chǎn)品幾何校正方法將待檢驗(yàn)產(chǎn)品與已檢產(chǎn)品進(jìn)行空間配準(zhǔn)；——時(shí)間一致性轉(zhuǎn)換：若待檢驗(yàn)產(chǎn)品與已檢產(chǎn)品的時(shí)間存在差異，宜根據(jù)待檢驗(yàn)產(chǎn)品與已檢產(chǎn)品的時(shí)間序列特點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間一致性轉(zhuǎn)換；行光譜一致性轉(zhuǎn)換；方法進(jìn)行角度一致性轉(zhuǎn)換。c)檢驗(yàn)樣本抽樣方法：宜采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣方法(參見(jiàn)B.1)選擇樣本進(jìn)行驗(yàn)證對(duì)比。5.3時(shí)空變化趨勢(shì)分析檢驗(yàn)法時(shí)空變化趨勢(shì)分析檢驗(yàn)法適用于直接檢驗(yàn)和交叉檢驗(yàn)都無(wú)法實(shí)施，但已有待檢驗(yàn)定量遙感產(chǎn)品時(shí)空變化趨勢(shì)先驗(yàn)知識(shí)的情況。該方法將待檢驗(yàn)遙感產(chǎn)品時(shí)空變化趨勢(shì)與相關(guān)影響因子的時(shí)空變化趨勢(shì)進(jìn)行比較，分析其一致性。檢驗(yàn)流程應(yīng)符合GB/T36296—2018中8.2.3的規(guī)定。時(shí)空變化趨勢(shì)分析檢驗(yàn)的通用方法包括：a)時(shí)空變化趨勢(shì)分析方法：對(duì)待檢陸地定量遙感產(chǎn)品、影響因子分別進(jìn)行時(shí)間變化或空間變化趨勢(shì)分析，在一定時(shí)空范圍內(nèi)獲取它們的時(shí)空變化趨勢(shì)規(guī)律：——時(shí)間變化趨勢(shì)分析：分析一定時(shí)間范圍內(nèi)待檢驗(yàn)陸地定量遙感產(chǎn)品與影響因子的時(shí)間變——空間變化趨勢(shì)分析：分析一定空間范圍內(nèi)待檢驗(yàn)陸地定量遙感產(chǎn)品與影響因子的空間趨勢(shì)變化規(guī)律，如相關(guān)系數(shù)的空間分布等。b)檢驗(yàn)樣本選擇方法：宜采用系統(tǒng)抽樣方法或簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣方法(參見(jiàn)附錄B)選擇樣本進(jìn)行驗(yàn)證對(duì)比。5.4基于地面觀測(cè)與高分辨率遙感數(shù)據(jù)的多尺度逐級(jí)檢驗(yàn)法基于地面觀測(cè)與高分辨率遙感數(shù)據(jù)的多尺度逐級(jí)檢驗(yàn)法，又稱(chēng)為綜合檢驗(yàn)法。該方法將高分辨率6GB/T39468—2020的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)作為陸地定量遙感產(chǎn)品估算模型的輸入，將模型輸出結(jié)果與地面觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，然后通過(guò)尺度轉(zhuǎn)換將模型輸出結(jié)果轉(zhuǎn)換為中低分辨率，再對(duì)中低分辨率遙感產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)流程應(yīng)符合GB/T36296—2018中8.1和8.2.1的規(guī)定。基于地面觀測(cè)與高分辨率遙感數(shù)據(jù)的多尺度逐級(jí)檢驗(yàn)通用方法包括：a)基于陸地定量遙感產(chǎn)品估算模型生成高分辨率遙感產(chǎn)品：將通過(guò)檢驗(yàn)的且和地面觀測(cè)尺度相同或相近、時(shí)間和空間一致的高分辨率遙感數(shù)據(jù)作為輸入，采用已檢的陸地定量遙感產(chǎn)品估算b)地面抽樣方法：按照直接檢驗(yàn)中的抽樣方法獲取地面觀測(cè)數(shù)據(jù)；c)一致性檢驗(yàn)方法：結(jié)合地面觀測(cè)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)基于高分辨率遙感數(shù)據(jù)生成的遙感產(chǎn)品估算結(jié)果，確定模型誤差并進(jìn)行反饋與修正，僅當(dāng)生成的高分辨率遙感產(chǎn)品精度滿足既定閾值要求時(shí)，可用于下一步驗(yàn)證；否則，重新準(zhǔn)備高分辨率遙感數(shù)據(jù)并對(duì)生成的遙感產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)；d)尺度轉(zhuǎn)換與相對(duì)真值獲取方法：按照4.4規(guī)定的尺度轉(zhuǎn)換方法，將通過(guò)驗(yàn)證的高分辨率遙感產(chǎn)品升尺度至與中低分辨率待檢驗(yàn)遙感產(chǎn)品相同的空間尺度，得到待檢驗(yàn)遙感產(chǎn)品的相對(duì)真值。6評(píng)價(jià)方法6.1遙感產(chǎn)品與相對(duì)真值/參考對(duì)象一致性評(píng)價(jià)采用準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)指標(biāo)和不確定度評(píng)價(jià)指標(biāo)分析評(píng)價(jià)待檢驗(yàn)陸地定量遙感產(chǎn)品與相對(duì)真值/參考對(duì)象之間的一致程度及其不確定性，具體評(píng)價(jià)指標(biāo)見(jiàn)GB/T36296—2018第6章。6.2遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)過(guò)程不確定性評(píng)價(jià)在分析陸地定量遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)的不確定性來(lái)源時(shí)，應(yīng)考慮各方面因素，全面評(píng)估各項(xiàng)誤差在檢驗(yàn)過(guò)程中對(duì)結(jié)果不確定性的影響，確定真實(shí)性檢驗(yàn)過(guò)程中減少與控制不確定性的途徑，使陸地定量遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)結(jié)果更可靠。不確定性來(lái)源分析與評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容包括：a)幾何定位的不確定性：由于幾何定位儀器的測(cè)量誤差及影像空間配準(zhǔn)誤差，在基于考慮空間位置的檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?如直接檢驗(yàn)的克里格統(tǒng)計(jì)推斷模型、MSN統(tǒng)計(jì)推斷模型等)中，定量分析模型輸出結(jié)果對(duì)空間位置變化的敏感性，可用標(biāo)準(zhǔn)差、方差等指標(biāo)進(jìn)行度量。b)地面觀測(cè)的不確定性：主要包括由測(cè)量?jī)x器的測(cè)量性能及測(cè)量方法引起的誤差和定點(diǎn)觀測(cè)空c)尺度轉(zhuǎn)換的不確定性：使用統(tǒng)計(jì)推斷模型進(jìn)行尺度轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)考慮模型輸出的估計(jì)值方差和估計(jì)結(jié)果的置信區(qū)間。7GB/T39468—2020(資料性附錄)地表空間異質(zhì)性分析方法A.1空間自相關(guān)Moran'sI指數(shù)一種度量空間對(duì)象自相關(guān)性的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，計(jì)算公式見(jiàn)式(A.1)。式中：I——Moran'sI統(tǒng)計(jì)量，取值在—1和1之間；n——區(qū)域單元個(gè)數(shù)；W;——空間權(quán)重矩陣W中第i行第j列的單元值；x;——區(qū)域單元i的定距或定比變量的值；r的均值。根據(jù)I值大小可以判斷地表變量空間自相關(guān)程度。取值越接近-1,表示越強(qiáng)的負(fù)空間自相關(guān)；取值越接近于1,表示越強(qiáng)的正空間自相關(guān)。A.2半變異函數(shù)半變異函數(shù)將鄰近事物比遠(yuǎn)處事物更相似這一假設(shè)加以量化，將統(tǒng)計(jì)相關(guān)性的強(qiáng)度作為距離函數(shù)進(jìn)行測(cè)量。該方法將所有的點(diǎn)對(duì)按照間隔距離的大小、方向進(jìn)行分組，在每一個(gè)組內(nèi)，計(jì)算每個(gè)點(diǎn)對(duì)屬性值的差異，最后取平均值作為該組屬性值的差異(變異值),由式(A.2)計(jì)算。……(A.2)式中：h——空間間隔距離；γ(h)——距離相隔為h的半變異函數(shù)值；N(h)——距離相隔為h的點(diǎn)對(duì)數(shù)；X;--—空間位置點(diǎn)；Z(x;)——空間位置x;處的屬性值；Z(x;+h)———空間位置x;+h處的屬性值。計(jì)算時(shí)，首先對(duì)樣本點(diǎn)計(jì)算得到的散點(diǎn)進(jìn)行擬合，獲得經(jīng)驗(yàn)變異函數(shù)；然后，觀察變異函數(shù)的分布圖(見(jiàn)圖A.1),尋找地統(tǒng)計(jì)學(xué)提供的某一種理論模型或多個(gè)理論模型的線性組合進(jìn)行擬合。半變異函數(shù)中的基臺(tái)值、塊金值可以度量空間異質(zhì)性程度?；_(tái)值表示區(qū)域化變量最大變異，基臺(tái)值越大表示總的空間異質(zhì)性程度越高；塊金值表示隨機(jī)部分的空間異質(zhì)性，較大的塊金值表示隨機(jī)部分的空間異質(zhì)性。8y(h)偏基臺(tái)值基臺(tái)值塊金值變程圖A.1半變異函數(shù)示意圖A.3變差系數(shù)利用目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)變量的全距w、平均值μ與標(biāo)準(zhǔn)偏差σ之間的比值w/μ、σ/μ,可以反映空間對(duì)象取值變化的劇烈程度。其中，全距計(jì)算見(jiàn)式(A.3),平均值計(jì)算見(jiàn)式(A.4),標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算見(jiàn)式(A.5)。XH——所有子像元值的最大值；X?———所有子像元值的最小值；n———子像元個(gè)數(shù)；x;———各子像元值；A.4地理探測(cè)器q指數(shù)地理探測(cè)器q指數(shù)是一種空間分層異質(zhì)性探測(cè)指標(biāo)，采用q值比較空間分布一致性，判斷兩個(gè)空間分布要素之間的關(guān)聯(lián)性和解釋力。地理探測(cè)器q指數(shù)計(jì)算見(jiàn)式(A.6)。q——地理探測(cè)器q指數(shù)，取值范圍[0,1]。當(dāng)某屬性不存在空間分異時(shí)，q=0;當(dāng)某屬性存在完美空間分異時(shí)，即層內(nèi)離散方差為零，層間離散方差不為零，則q=1;N——總體面積；9GB/T39468—2020根據(jù)q值的大小可以判斷地表變量的異質(zhì)性程度。q值越接近于1,表示空間異質(zhì)性越高；q值越接近于0,表明異質(zhì)性越低。(資料性附錄)空間抽樣模型B.1簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣模型B.1.1模型介紹簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣如圖B.1所示，該模型根據(jù)調(diào)查對(duì)象總體的變異情況和用戶希望抽樣調(diào)查的誤差范圍，計(jì)算樣本量；然后，根據(jù)樣本量，從總體中隨機(jī)抽取樣本。對(duì)樣本值調(diào)查以后，按照均值和方差計(jì)算公式對(duì)抽樣總體進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷。圖B.1簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣示意圖B.1.2樣本量計(jì)算B.1.2.1在已知總體方差S2、期望的樣本均值估計(jì)方差上限V的情形下，樣本量n可通過(guò)式(B.1)確定。S——總體標(biāo)準(zhǔn)差；V期望的樣本均值估計(jì)方差上限。B.1.2.2若樣本均值的估計(jì)精度以絕對(duì)誤差d的形式給出，則樣本量n可通過(guò)式(B.2)確定。,其中no=(u?S/d)2…………(B.2)N———總體大??；S—-——總體標(biāo)準(zhǔn)差；ua——置信水平1-α下的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布雙側(cè)分位數(shù)；a——顯著性水平；d-——絕對(duì)誤差。B.1.2.3在對(duì)總體沒(méi)有先驗(yàn)了解時(shí)，可借助預(yù)抽樣估計(jì)需要的樣本量n,計(jì)算公式見(jiàn)式(B.3)。式中：s2——預(yù)抽樣樣本的方差；V——期望的樣本均值估計(jì)方差上限；n?-——預(yù)抽樣的樣本量。B.1.3統(tǒng)計(jì)推斷B.1.3.1估計(jì)總體均值計(jì)算見(jiàn)式(B.4)。式中：n——樣本量；x;——第i個(gè)樣本的取值。B.1.3.2均值估計(jì)方差計(jì)算見(jiàn)式(B.5)。式中：v(x)——均值估計(jì)值的方差；n——樣本量；B.2系統(tǒng)抽樣模型B.2.1模型介紹在系統(tǒng)抽樣中，對(duì)于一個(gè)大樣本N,首先確定抽樣間隔，然后在第一個(gè)間隔內(nèi)隨機(jī)選擇一個(gè)樣本，后續(xù)的樣本在第一個(gè)選擇的樣本基礎(chǔ)上加上抽樣間隔得到。例如，在總體為N的條件下每個(gè)樣本按照1,2…,N編號(hào)，系統(tǒng)抽樣的間隔是20,第一個(gè)隨機(jī)樣本是16,那么第二個(gè)樣本是36,第三個(gè)樣本是56,直到每個(gè)系統(tǒng)間隔內(nèi)都有一個(gè)樣本，見(jiàn)圖B.2。在抽樣總體沒(méi)有系統(tǒng)性特征，或者系統(tǒng)性特征周期跟系統(tǒng)抽樣的間隔不重合時(shí)，系統(tǒng)抽樣具有更高抽樣精度。當(dāng)觀測(cè)變量具有周期性變化時(shí)，周期性和系統(tǒng)抽樣間距不能同步，否則容易出現(xiàn)估算失誤。GB/T39468—2020圖B.2二維空間的系統(tǒng)抽樣示意圖B.2.2樣本量計(jì)算系統(tǒng)抽樣樣本量n的計(jì)算方法見(jiàn)B.1.2。B.2.3統(tǒng)計(jì)推斷B.2.3.1估計(jì)總體均值計(jì)算見(jiàn)式(B.4)。B.2.3.2均值估計(jì)方差計(jì)算見(jiàn)式(B.5)。B.3分層抽樣模型B.3.1模型介紹分層抽樣是將總體按其屬性特征分成若干層或類(lèi)型，然后在類(lèi)型或?qū)又须S機(jī)抽取樣本單位，見(jiàn)樣本抽樣。圖B.3分層隨機(jī)抽樣示意圖B.3.2樣本量計(jì)算B.3.2.1涉及參數(shù)分層抽樣模型涉及參數(shù)見(jiàn)表B.1。表B.1分層抽樣模型參數(shù)參數(shù)含義抽樣基本費(fèi)用第h層單個(gè)樣本費(fèi)用第h層樣本量總費(fèi)用N第h層總體大小W,=N,/N第h層權(quán)重Y第h層總體均值第h層樣本均值第h層抽樣比第h層總體方差第h層第i個(gè)樣本B.3.2.2總的樣本量計(jì)算B.3.2.2.1給定費(fèi)用情況下，總的樣本量n計(jì)算見(jiàn)式(B.6)。B.3.2.2.2給定估計(jì)方差V的情況下，總的樣本量n計(jì)算見(jiàn)式(B.7)。B.3.2.3每一層的樣本量計(jì)算每層單個(gè)樣本量n,計(jì)算見(jiàn)式(B.8)。如果每層單個(gè)樣本的抽樣費(fèi)用c,相當(dāng)，則樣本量n,計(jì)算公式見(jiàn)式(B.9)。B.3.3統(tǒng)計(jì)推斷B.3.3.1估計(jì)均值計(jì)算見(jiàn)式(B.10)。B.3.3.2均值估計(jì)方差計(jì)算見(jiàn)式(B.11)。GB/T39468—2020B.4克里格模型B.4.1模型介紹克里格模型是一種建立在變異函數(shù)理論和結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)上，在有限區(qū)域內(nèi)對(duì)區(qū)域化變量的取值進(jìn)行無(wú)偏最優(yōu)估計(jì)的方法。該方法考慮樣點(diǎn)的大小、形狀、相互關(guān)系和空間分布等幾何特征，以及已知樣點(diǎn)與待估計(jì)點(diǎn)之間的空間關(guān)系，對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)賦予一定的權(quán)重系數(shù)，然后用加權(quán)平均法估計(jì)未知點(diǎn)的值?？死锔衲Ｐ屠么烙?jì)區(qū)域與樣本點(diǎn)之間的空間關(guān)系，可以估計(jì)區(qū)域的平均值及其估計(jì)方差。B.4.2樣本量計(jì)算基于克里格的抽樣根據(jù)給定的期望精度(均值估計(jì)方差)結(jié)合優(yōu)化算法進(jìn)行動(dòng)態(tài)搜索，當(dāng)搜索結(jié)束時(shí)，輸出樣本的數(shù)量n和位置。B.4.3統(tǒng)計(jì)推斷B.4.3.1估計(jì)均值計(jì)算見(jiàn)式(B.12)。式中：n——樣本量；λ;——第i個(gè)樣本點(diǎn)y;的權(quán)重；B.4.3.2均值估計(jì)方差計(jì)算見(jiàn)式(B.13)?！?B.12)…………(B.13)式中：o2——估計(jì)方差；9——待估計(jì)區(qū)域總體；n——樣本量；λ——第i個(gè)樣本點(diǎn)y;的權(quán)重；y;——第i個(gè)樣本點(diǎn)估計(jì)值；μ-—求解極值時(shí)的拉格朗日乘子。B.5MSN模型B.5.1模型介紹MSN模型將分層抽樣模型與克里格方法相結(jié)合，適用于空間非均質(zhì)表面的均值估計(jì)。B.5.2樣本量計(jì)算輸入?yún)?shù)包括分層、各