《《高分衛(wèi)星遙感產品真實性檢驗 云監(jiān) 測 規(guī)范》 編制說明》

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《高分衛(wèi)星遙感產品真實性檢驗云監(jiān)

測規(guī)范》

編制說明

一、工作簡況

（一）任務來源

2022年11月中國遙感應用協(xié)會批準了《高分衛(wèi)星遙感產品真實性檢驗云監(jiān)測》

團體標準制定項目，正式委托中國林業(yè)科學研究院資源信息研究所牽頭完成規(guī)范的制

定任務。該標準由中國遙感應用協(xié)會提出并歸口。

（二）起草單位及主要起草人

本標準起草單位：中國林業(yè)科學研究院資源信息研究所，北京林業(yè)大學。

本標準的主要起草人及主要貢獻如下表：

序號姓名單位主要貢獻

1田昕中國林業(yè)科學研究負責標準制定工作的組織、協(xié)調，相

院資源信息研究所關資料的查閱、收集；標準文本及編

制說明的起草、撰寫；組織召開研討

會，通過電子郵件、電話等方式，征

集、整理和歸納相關的意見和建議，

并進行修改。

2黃華國北京林業(yè)大學參與標準制定工作的組織、協(xié)調；參

與標準文本及編制說明的起草、撰

寫；通過電子郵件、電話等方式，征

集專家意見；根據意見和建議進行

修改。

3李增元中國林業(yè)科學研究參與相關資料的查閱、收集；標準文

院資源信息研究所本及編制說明的起草、撰寫，根據意

見和建議進行修改。

4高志海中國林業(yè)科學研究參與標準制定工作的組織、協(xié)調；參

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院資源信息研究所與標準文本起草、撰寫。

5李驍堯中國林業(yè)科學研究參與相關資料的查閱、收集；標準文

院資源信息研究所本及編制說明的起草、撰寫，根據意

見和建議進行修改。

6聞建光中國科學院空天信參與相關資料的查閱、收集；標準文

息創(chuàng)新研究院本及編制說明的起草、撰寫，根據意

見和建議進行修改。

7馬明國西南大學參與標準制定工作的組織、協(xié)調；參

與標準文本起草、撰寫。

8湯旭光西南大學標準文本第6章修改。

9王維真中國科學院西北生標準文本第6章修改。

態(tài)環(huán)境資源研究院

10晉銳中國科學院西北生參與標準制定工作的組織、協(xié)調；參

態(tài)環(huán)境資源研究院與標準文本起草、撰寫。

11王旭峰中國科學院西北生參與標準制定工作的組織、協(xié)調；參

態(tài)環(huán)境資源研究院與標準文本起草、撰寫。

12廖小罕中國科學院地理科標準文本第4-5章修改。

學與資源研究所

13吳驊中國科學院地理科標準文本全文修改。

學與資源研究所

14陳鵬飛中國科學院地理科標準文本第3章修改。

學與資源研究所

（三）主要工作過程

起草階段：

1.2021年1月，在高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項項目支持下，啟動高分衛(wèi)星遙

感產品真實性檢驗云掩膜團體標準研究工作，成立了編制小組，明確相關研究

內容及任務分工。

2.2021年2月-4月，資料收集，主要包括：收集與云掩膜遙感產品真實性檢驗方

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法的國內外標準與規(guī)范、相關的書籍與文獻以及野外綜合實驗報告等資料。

3.2021年4月-6月，初稿編寫。主要包括整理、匯總相關資料；征求相關專家意

見和建議，研究確定標準涵蓋范圍，梳理確定高分衛(wèi)星遙感產品真實性檢驗云

掩膜標準的名稱、目次，逐條編制相關內容。

4.2021年7月，組內交流，征求意見；草案編制調研，聽取專家建議；征求相關

領域專家意見；形成《高分衛(wèi)星遙感產品真實性檢驗云掩膜》工作組討論稿及

建議書，并向全國遙感技術標準化技術委員會（以下簡稱遙感標委會）提出立

項申請。

5.2021年9月，參加中國遙感應用協(xié)會標準化分會2022年年會，匯報《高分衛(wèi)

星遙感產品真實性檢驗云掩膜》，經遙感標委會委員審議建議修改后立項。

6.2021年9月，根據專家意見進行標準修改。

7.2021年11月，收到中國遙感應用協(xié)會關于《遙感產品算法測評第1部分測

評方法與流程導則》等17項團體標準的立項公告，本標準正式立項。

8.2022年12月，完善標準草案的編制，并進行編制說明的撰寫等，形成標準征

求意見稿。

9.2023年1月，向遙感標委會提交征求意見稿和編制說明。

二、國家標準編制原則和確定國家標準主要內容

(一)編制原則

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草

規(guī)則》進行編寫，技術內容以規(guī)范高分衛(wèi)星遙感產品真實性檢驗云掩膜的直接檢驗方

法、間接檢驗方法的選取原則、操作流程等為原則，深入調查研究并反復審查修訂，保

證標準起草工作的科學性、真實性、規(guī)范性和可操作性。

1.有效性原則：根據實際情況，最大限度地促進高分衛(wèi)星遙感產品真實性檢驗云

掩膜的可信度和有效性，將云掩膜高分遙感產品真實性檢驗相關的參考對象地面抽樣、

空間尺度轉換及時間一致性轉換等關鍵內容納入標準。根據云掩膜高分遙感產品真實

性檢驗實際需求，在《GB/T36296—2018遙感產品真實性檢驗導則》和《GB/T39468—

2020陸地定量遙感產品真實性檢驗通用方法》基礎上，使本標準在檢驗方法、技術要

求等方面更加完善和全面，易于實施和應用。

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2.協(xié)調性原則：與相關法規(guī)、標準等協(xié)調一致。標準編制結合遙感技術標準體系

和有關規(guī)定等進行修訂，提高標準的綜合水平。

3.規(guī)范性原則：對標準的結構、格式和表達方法等按GB/T1.1等標準的規(guī)定進行

編寫，使標準規(guī)范化。

(二)標準主要技術內容的依據

本標準規(guī)定了高分衛(wèi)星云掩膜遙感產品真實性檢驗的基本要求、檢驗方法和檢驗報

告。規(guī)范性引用文件包括《GB/T36296—2018遙感產品真實性檢驗導則》、《GB/T

39468—2020陸地定量遙感產品真實性檢驗通用方法》。

1.術語和定義

起草組在編寫術語和定義時，參考了大量關于云掩膜及遙感產品等的相關研究論文

及標準文件，引用了GB/T35222-2017、GB/T36296—2018和GB/T39468—2020界定

的國家標準中的相關術語。

2.參考對象

起草組調研了現有云掩膜遙感產品及反演算法的精度驗證所使用的參考對象。國內

外產品生產與算法研究中常用的參考對象包括地面氣象站點、補充站點的觀測數據以

及已檢云掩膜遙感產品，當檢驗區(qū)無合適的地面觀測數據或有效的云掩膜產品時，應采

用影像判讀結果作為參考對象。

3.基本要求

高分衛(wèi)星云掩膜遙感產品真實性檢驗在符合GB/T36296—2018第7章的同時，參

考對象應與待檢云掩膜產品空間分辨率相近，對應于相同日期相近時刻的同一區(qū)域，并

已知其數據質量；參考對象應包含高低不同云量的典型區(qū)域；參考對象應首選地面觀測

數據進行云掩膜產品的真實性檢驗，宜選擇與待檢云掩膜產品分辨率相近或者更高、觀

測角度一致、精度更高的產品。

4.檢驗方法

云掩膜高分遙感產品真實性檢驗方法編制的主要依據是《GB/T36296—2018遙感

產品真實性檢驗導則》、《GB/T39468—2020陸地定量遙感產品真實性檢驗通用方法》，

以及遙感產品真實性檢驗最新發(fā)表的研究成果進行制定。

5.技術指標

依據《GB/T36296—2018遙感產品真實性檢驗導則》，云掩膜分類產品與驗證真值

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在時間和空間上的統(tǒng)計主要技術指標推薦誤差矩陣。

(三)主要試驗技術論證，預期的經濟效果；

本標準在編制過程中，充分考慮了其技術可行性及合理性。根據云掩膜參考真值的

獲取方法，確定了由地面氣象站點獲取的觀測數據、已檢云掩膜遙感產品以及影像判讀

法作為參考對象的直接檢驗及間接檢驗方法。通過地面觀測視場和待檢高分衛(wèi)星云掩

膜遙感產品像元尺度分析，選擇直接檢驗或間接檢驗方法的基本流程，使得本標準適用

于不同空間及時間尺度的云掩膜高分遙感產品的真實性檢驗。

起草組采用武漢大學研究人員所開發(fā)的MFC-CCSD工具實現高分一號WFV影像

云檢測，該工具集成了多特征聯合的云與云陰影檢測方法，在大多數條件下性能良好，

云檢測平均整體準確率高達96.8%。利用MFC-CCSD工具，基于河北省部分區(qū)域高分

一號衛(wèi)星數據，得到其云掩膜產品，與MODIS的MOD35云掩膜產品進行對比。

1.基于高分一號衛(wèi)星數據反演的云掩膜遙感產品間接檢驗

產品基于GF-1號衛(wèi)星數據反演，空間分辨率提高至16m，與MOD35-L2云掩膜

產品對比如圖1所示。GF-1號衛(wèi)星產品時間為北京時間2020年10月13日11：03，

MOD35-L2云掩膜產品時間為北京時間2020年10月13日10：25，時間差為38分鐘。

將圖1（b）中利用MFC-CCSD工具基于高分一號衛(wèi)星數據得到的云掩膜結果（白色為

檢出的云像元）與圖1（a）中利用同時段該地區(qū)MOD35-L2產品生成的云掩膜（白色

為檢出的云像元）進行對比，經目視判斷，高分一號云掩膜產品檢測出的云量小于

MOD35-L2產品所檢測出的云量，在下方云密集分布區(qū)，兩種產品的檢測結果較為相

似。圖1（c）和（d）分別為MODIS和GF-1同時段該地區(qū)的標準假彩色圖像，用于輔

助判斷差異處像元的情況，從對比效果可看出，基于GF-1生成的云掩膜產品更接近目

視判斷的云量及云的分布情況，而MOD35-L2云掩膜產品的誤判像元較多。

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（a）利用MOD35-L2產品生成的云掩膜；（b）利用MFC-CCSD工具基于GF-1生成的云掩膜；

（c）MOD02HKM標準假彩色圖像；（d）GF1-WFV標準假彩色圖像

圖1河北省部分區(qū)域GF-1號與MOD35-L2云掩膜產品對比

2.預期的經濟效益

在光學波段，遙感影像中如果存在厚云會遮蔽下墊面,造成了厚云區(qū)域地物信息的

丟失。本標準為云掩膜高分遙感產品真實性檢驗標準，云掩膜產品通過遙感方式獲取并

被生產出來的以實現厚云像元識別的產物，是通過一定的算法判斷像元是否有云并得

到置信度的應用結果，是光學遙感數據應用的重要產品。

云掩膜遙感產品受估算方法差異的影響存在一定的誤差，高分衛(wèi)星云掩膜遙感產品，

較現有云掩膜遙感產品，具有更高的空間分辨率，因此產品在使用前需要進行真實性檢

驗以獲得產品的精度與不確定性。但由于缺乏合理全面的、切實可行的標準規(guī)范對驗證

數據、驗證方法、評價標準進行統(tǒng)一，使得產品精度無法有效評價。因此需要制定科學、

規(guī)范的云掩膜遙感產品真實性檢驗標準，用以保證高分衛(wèi)星云掩膜遙感產品在研究和

應用中的一致性和產品質量。

(四)采用國際標準和國外先進標準的程度，以及與國際、國外同類標準水平的對

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比情況，或與測試的國外樣品、樣機的有關數據對比情況；

目前，國內外關于云掩膜高分遙感產品的驗證，僅為針對某一種單個遙感產品的檢

驗方法以及在個別區(qū)域的真實性檢驗，其技術方法和檢驗流程不具有普適性，關于參考

真值即地面站點觀測數據的獲取方法、交叉檢驗方法沒有形成統(tǒng)一的標準規(guī)范。本標準

的制定是根據云掩膜高分遙感產品的特性，參考了國內外主要云掩膜遙感產品的檢驗

方法與評價指標，規(guī)定了適用于云掩膜高分遙感產品真實性檢驗方法的規(guī)范，為開展高

分云掩膜遙感產品真實性檢驗提供指南。

(五)與有關的現行法律、法規(guī)和強制性國家標準的關系；

1.國標《標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫》（GB/T1.1-2020），約束

本標準的編寫結構。

2.國標《遙感產品真實性檢驗導則》（GB/T36296—2018）約束了本標準中涉及的

遙感和真實性檢驗術語。

3.繼承了項目標準《陸地定量遙感產品真實性檢驗通用方法》相關條款。

(六)重大分歧意見的處理經過和依據；

無。

(七)國家標準作為強制性國家標準或推薦性國家標準的建議；

建議本標準的性質為推薦性團體標準。

(八)貫徹國家標準的要求和措施建議（包括組織措施、技術措施、過渡辦法等內

容）；

該標準是作為重要定量遙感產品之一的云掩膜高分遙感產品真實性檢驗方法，能夠

規(guī)范基于高分衛(wèi)星遙感數據的云掩膜遙感產品的真實性檢驗，使不同產品間具備可比

性，建議本標準通過審定后盡快發(fā)布，將在相關學術團體、行業(yè)用戶、企事業(yè)單位中通

過各種渠道宣傳推廣本標準，進行標準培訓和宣貫，以保證標準的貫徹實施。

(九)廢止現行有關標準的建議；

無。

(十)其他應予說明的事項。

無。

《高分衛(wèi)星遙感產品真實性檢驗云掩膜規(guī)范》編制小組

2022年12月

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參考文獻：

[1]宋小寧,趙英時.MODIS圖象的云檢測及分析.中國圖象圖形學報,2003,8(9):1079-1083.

[2]何全軍,曹靜,黃江等.基于多光譜綜合的MODIS數據云檢測研究.國土資源遙感,2006,

18(3):19-22.

[3]譚凱,張永軍,童心等.國產高分辨率遙感衛(wèi)星影像自動云檢測.測繪學報,2016(5):581-591.

[4]劉心燕,孫林,楊以坤等.高分四號衛(wèi)星數據云和云陰影檢測算法.光學學報,2019,39(1):446-457.

[5]Li,Z.;Shen,H.;Li,H.;Xia,G.;Gamba,P.;Zhang,L.Multi-featurecombinedcloudandcloudshadow

detectioninGaoFen-1widefieldofviewimagery.RemoteSensingofEnvironment.2017,191,342–358.

[6]ISOGUM1995GuidetotheexpressionofUncertaintyinMeasurement

[7]ISO/TS19158Geographicinformation-Qualityassuranceofdatasupply

[8]ISO19115-2Geographicinformation-Metadata-Part2：Extensionsforimageryandgriddeddata

[9]QA4EO-QAEO-GEN-DQK-003Aguideto“referencestandards”insupportofQualityAssurance

requirementsofGEO

[10]QA4EO-QAEO-GEN-DQK-004Aguidetocomparisons-organization，operationandanalysisto

establishmeasurementequivalencetounderpintheQualityAssurancerequirementsofGEO

[11]QA4EO-QAEO-GEN-DQK-005Aguidetoestablishingvalidatedmodels，algorithmsandsoftwareto

underpintheQualityAssurancerequirementsofGEO

[12]GB/T36296-2018遙感產品真實性檢驗導則

[13]GB/T35222-2017地面氣象觀測規(guī)范云

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附件1

起草階段意見匯總處理表

標準項目名稱：高分衛(wèi)星遙感產品真實性檢驗云檢測共*頁

起草單位：中國林業(yè)科學研究院資源信息研究所承辦人：田昕

電話：2022年12月18日填寫

標準章意見

序號意見內容備注

條編號處理

名稱可以直接改為云檢測產

1標題采納已改為云檢測產品。

品。

建議對高分遙感產品的范圍

21范圍進行界定，突出高分產品檢采納定位“高分光學衛(wèi)星”

驗特點。

針對高分云檢測產品檢驗特

3采納

點不夠突出。

3.4明確了“云層位置、云量和云陰

3.4云檢測、云檢測的定義不夠

4采納影?！?.5中說明“基于云檢測結果標

3.5清楚。

記光學影像中受云影響的像素“

53.3厚云缺乏明確定義。采納增加了3.3定義