《《高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品真實性檢驗 植被 凈初級生產(chǎn)力規(guī)范》》

T/CARSAXXXXX—202X

ICS00.000

CCSA77

團體標(biāo)準(zhǔn)

T/CARSAXXXXX—202X

高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品真實性檢驗植被凈初級

生產(chǎn)力

Validationofthehigh-resolutionsatelliteremote-sensingproducts—NPPproduct

（征求意見稿）

（本稿完成時間：2022年12月23日）

2022-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國遙感應(yīng)用協(xié)會發(fā)布

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高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品真實性檢驗植被凈初級生產(chǎn)力

1范圍

本文件規(guī)定高分衛(wèi)星遙感植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品真實性檢驗的檢驗對象、檢驗流程、基本要求和檢

驗方法，給出了高分衛(wèi)星遙感植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品真實性檢驗的普適性規(guī)范和原則。

本文件適用于高分辨率對地觀測衛(wèi)星（以下簡稱高分衛(wèi)星遙感）的植被凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品本身

精度的真實性檢驗；不涉及生產(chǎn)植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品的原始遙感數(shù)據(jù)、輔助數(shù)據(jù)、生產(chǎn)力估算模型等

產(chǎn)品生產(chǎn)過程的檢驗。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T36296-2018遙感產(chǎn)品真實性檢驗導(dǎo)則

GB/T39468-2020陸地定量遙感產(chǎn)品真實性檢驗通用方法

T/CARSAXXXXX—202X高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品真實性檢驗通用方法

T/CSF002-2021森林生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)體系及技術(shù)規(guī)范

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

總初級生產(chǎn)力grossprimaryproductivity

單位面積、單位時間群落（或生態(tài)系統(tǒng)）中，植物生產(chǎn)的有機質(zhì)的量。該指標(biāo)決定了進入陸地生態(tài)

系統(tǒng)的初始物質(zhì)總量。

注：單位為克碳每平米每年（gC/m2/a）

3.2

自養(yǎng)呼吸autotrophicrespiration

單位面積、單位時間群落（或生態(tài)系統(tǒng)）中，植物維持自身生命活動進行呼吸作用所分解的有機質(zhì)

的量。

注：單位為克碳每平米每年（gC/m2/a）。

3.3

凈初級生產(chǎn)力netprimaryproductivity

1

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綠色植物在單位面積、單位時間內(nèi)所累積的有機物數(shù)量，是由總初級生產(chǎn)力中扣除自養(yǎng)呼吸后的剩

余部分。

注：單位為克碳每平米每年（gC/m2/a）。

3.4

生物量biomass

是指某一時刻單位面積內(nèi)實存生活的有機物質(zhì)總量。

注：單位為克碳每平米（gC/m2）。

3.5

凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力netecosystemproductivity

單位時間、單位空間內(nèi)，土壤、調(diào)落物及植物量等整個生態(tài)系統(tǒng)的有機物或能量的變化，亦即生態(tài)

系統(tǒng)凈初級生產(chǎn)力與異養(yǎng)呼吸（土壤有機質(zhì)及凋落物呼吸）之差。

注：單位為克碳每平米每年（gC/m2/a）。

[來源：T/CSF002-2021，3.10]

3.6

生態(tài)系統(tǒng)呼吸ecosystemrespiration

單位時間、單位面積生態(tài)系統(tǒng)中植物、凋落物、土壤有機質(zhì)等通過呼吸作用排放到大氣中的CO2量

的總和。

注：單位為克碳每平米每年（gC/m2/a）。

4參考對象

凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品真實性檢驗的參考對象包括。

a）地面實測凈初級生產(chǎn)力：包括樣方調(diào)查法和渦動相關(guān)法等方法測量的凈初級生產(chǎn)力；

b）已檢凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品：已知精度的凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品。

5基本要求

高分衛(wèi)星遙感植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品真實性檢驗除符合《GB/T36296-2018遙感產(chǎn)品真實性檢驗導(dǎo)

則》基本要求外，還應(yīng)符合如下要求：

a）參考數(shù)據(jù)與待檢驗植被凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品的時相和時間尺度應(yīng)保持一致；

b）參考數(shù)據(jù)與待檢驗植被凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品的空間尺度應(yīng)一致，每個參考對象的空間范圍與

待檢驗植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品的分辨率應(yīng)一致；

c）參考數(shù)據(jù)的樣本在待檢區(qū)域具有代表性，參考數(shù)據(jù)因涵蓋待檢區(qū)域內(nèi)的主要植被類型；

d)參考數(shù)據(jù)獲取的最小空間單元內(nèi)應(yīng)該為均一下墊面；

6檢驗方法

6.1檢驗方法選擇

2

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按照《GB/T39468-2020陸地定量遙感產(chǎn)品真實性檢驗通用方法》和《T/CARSAXXXXX—202X高分

衛(wèi)星遙感產(chǎn)品真實性檢驗通用方法》中的規(guī)定，高分衛(wèi)星遙感植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品真實性檢驗包括

直接檢驗和間接檢驗兩種方法。直接檢驗法是通過實測的凈初級生產(chǎn)力數(shù)據(jù)對待檢產(chǎn)品進行檢驗的方

法；間接檢驗法是通過已知精度的凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品對待檢產(chǎn)品進行檢驗的方法，要求已知精度的凈初

級生產(chǎn)力產(chǎn)品的時間分辨率和空間分辨率都不得粗于待檢產(chǎn)品。一般情況下應(yīng)優(yōu)先采用直接檢驗法。

6.2直接檢驗法

高分衛(wèi)星遙感植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品真實性檢驗直接檢驗流程如圖1所示，具體步驟如下。

a）待檢植被凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品準(zhǔn)備：待檢植被凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品準(zhǔn)備包括對遙感產(chǎn)品屬

性、數(shù)據(jù)格式、單位、數(shù)據(jù)質(zhì)量等信息的收集，對遙感產(chǎn)品進行必要的處理，如單位轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)

換、投影轉(zhuǎn)換等。

b）編制檢驗方案：根據(jù)真實性檢驗的目的、待檢驗植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品的應(yīng)用目標(biāo)、精度要求、

可用于真實性檢驗的投入情況、檢驗區(qū)域植被分布特征、采樣難易程度等因素，確定相應(yīng)的檢驗建議方

案。

—全類型檢驗：所用的參考數(shù)據(jù)應(yīng)覆蓋檢驗范圍內(nèi)所有的植被類型，每種植被類型至少有一個參考

樣本，且檢驗的時間尺度大于1年。適用于范圍小、精度要求高的檢驗，按植被類型給出產(chǎn)品精度。

—主要類型檢驗：設(shè)計嚴(yán)格和系統(tǒng)的采樣方案，根據(jù)植被的分布情況，利用參考數(shù)據(jù)對待檢驗區(qū)域

內(nèi)的主要植被類型（面積最大、占比最多）的凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品進行檢驗，且檢驗的時間尺度大于

1年，給出產(chǎn)品精度。

c）參考數(shù)據(jù)獲取：參考數(shù)據(jù)獲取是指對用于驗證遙感產(chǎn)品的地面實測數(shù)據(jù)進行收集和整理，可以

通過生物量收割法、測樹學(xué)方法、渦動相關(guān)法等獲得凈初級生產(chǎn)力實測值，詳細(xì)信息見附錄A。

d）尺度轉(zhuǎn)換：尺度轉(zhuǎn)換就是將實測的凈初級生產(chǎn)力數(shù)據(jù)進行時間和空間尺度的轉(zhuǎn)換，得到與待檢

產(chǎn)品像元尺度相匹配的參考數(shù)據(jù)。參考數(shù)據(jù)時間分辨率通常與遙感估算的植被凈初級生產(chǎn)力時間分辨

率不一致，因此需要根據(jù)兩者的時間尺度進行統(tǒng)一。高分衛(wèi)星凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品的空間分辨率通常

在幾十米到幾米之間，通過生物量收割和測樹學(xué)方法進行植被凈初級生產(chǎn)力測量通常是在幾米至幾十

米的樣方尺度開展，與高分衛(wèi)星遙感植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品像元分辨率較為接近；而通過渦動相關(guān)獲取

的總初級生產(chǎn)力的空間范圍通常為幾百米的尺度，所以需要輔以足跡模型進行空間尺度轉(zhuǎn)換。如果是采

用生物量收割法或者測樹學(xué)方法，需要考慮樣方大小與待檢驗像元的空間尺度的異質(zhì)性。如果是采用渦

動相關(guān)法，則需要計算渦動相關(guān)的貢獻源區(qū)，保證觀測數(shù)據(jù)與待檢產(chǎn)品空間位置的嚴(yán)格匹配。

e）準(zhǔn)確度評價：利用待檢產(chǎn)品和參考數(shù)據(jù)計算表征產(chǎn)品精度的相關(guān)評價指標(biāo)，給出檢驗結(jié)論。準(zhǔn)

確度評價指標(biāo)詳見GB/T36296-2018中附錄A。

f）編寫真實性檢驗報告：按照本標(biāo)準(zhǔn)第7節(jié)給出的真實性檢驗報告的提綱和附錄B，編寫凈初級

生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品真實性檢驗報告。

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待檢植被凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品準(zhǔn)備

編制檢驗方案

獲取參考數(shù)據(jù)

時空尺度一否

尺度轉(zhuǎn)換

致性判斷

是

準(zhǔn)確度評價

編寫真實性檢驗報告

圖1高分衛(wèi)星遙感植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品真實性檢驗直接檢驗流程

6.3間接檢驗法

高分衛(wèi)星遙感植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品真實性檢驗間接檢驗流程如圖2所示，具體步驟如下。

a）待檢植被凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品準(zhǔn)備：待檢植被凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品準(zhǔn)備包括對遙感產(chǎn)品屬

性、數(shù)據(jù)格式、單位、數(shù)據(jù)質(zhì)量等信息的收集，對遙感產(chǎn)品進行必要的處理，如單位轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)

換、投影轉(zhuǎn)換等。

b）編制檢驗方案：根據(jù)真實性檢驗的目的、待檢驗植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品的應(yīng)用目標(biāo)、精度要求、

可用于真實性檢驗的投入情況、檢驗區(qū)域植被分布特征、已知精度的凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品的時空范圍等因

素，確定相應(yīng)的檢驗建議方案。

c）已知精度的凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品：對已知精度的植被凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品進行整理和預(yù)處理，

包括對產(chǎn)品屬性、數(shù)據(jù)格式、單位、數(shù)據(jù)質(zhì)量等信息的收集，對遙感產(chǎn)品進行必要的處理，如單位轉(zhuǎn)換、

數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、投影轉(zhuǎn)換等。

d）尺度轉(zhuǎn)換：尺度轉(zhuǎn)換就是將已知精度的凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品進行時間和空間尺度的轉(zhuǎn)換，得到與

待檢產(chǎn)品像元尺度相匹配的參考數(shù)據(jù)。

e）準(zhǔn)確度評價：利用待檢產(chǎn)品和參考產(chǎn)品計算表征產(chǎn)品精度的相關(guān)評價指標(biāo)，給出檢驗結(jié)論。準(zhǔn)

確度評價指標(biāo)詳見GB/T36296-2018中附錄A。

f）編寫真實性檢驗報告：按照本標(biāo)準(zhǔn)第7節(jié)給出的真實性檢驗報告的提綱和附錄B，編寫凈初級

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生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品真實性檢驗報告。

待檢植被凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品準(zhǔn)備

編制檢驗方案

已知精度的凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品

時空尺度一否

尺度轉(zhuǎn)換

致性判斷

是

準(zhǔn)確度評價

編寫真實性檢驗報告

圖2高分衛(wèi)星遙感植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品真實性檢驗間接檢驗流程

7檢驗報告

7.1封面信息

檢驗報告封面應(yīng)包括以下信息：

a）檢驗報告編號；

b）檢驗報告名稱；

c）檢驗負(fù)責(zé)人；

d）檢驗核對人；

e）檢驗簽發(fā)人；

f）檢驗單位；

g）送檢單位；

h）檢驗時間。

7.2正文信息

7.2.1植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品概述

詳細(xì)說明植被凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品名稱、遙感產(chǎn)品來源、遙感產(chǎn)品時間、遙感產(chǎn)品空間范圍、遙

感產(chǎn)品生成時間、遙感產(chǎn)品時間分辨率、遙感產(chǎn)品空間分辨率、遙感產(chǎn)品單位、遙感產(chǎn)品投影方式、遙

感產(chǎn)品算法描述、遙感產(chǎn)品生成時用到的其他數(shù)據(jù)描述等方面的信息及產(chǎn)品可能的應(yīng)用領(lǐng)域等。

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7.2.2參考對象描述

對作為參考對象的數(shù)據(jù)集進行描述。對于直接檢驗，宜包括：參考對象的來源、觀測方法、時間、

數(shù)據(jù)處理過程。對于間接檢驗，宜包括：參考對象的來源、準(zhǔn)確度的描述。

7.2.3檢驗方法及流程

對采用的檢驗方法和檢驗過程進行描述，應(yīng)包括但不限于以下內(nèi)容：

a）檢驗方法概述；

b）檢驗流程；

c）檢驗結(jié)果的評價指標(biāo)；

d）檢驗過程的記錄要求；

e）檢驗結(jié)果的存檔。

7.2.4真實性檢驗結(jié)論

對真實性檢驗結(jié)果進行描述，應(yīng)包括但不限于以下內(nèi)容：

a）真實性檢驗結(jié)果總體評價：凈初級生產(chǎn)力與參考對象的總體偏差、時間動態(tài)的符合程度；

b）分項指標(biāo)評價：不同植被類型凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品的精度；季節(jié)尺度、年際尺度上的產(chǎn)品精度；

c）分析檢驗過程中的不確定度。

7.2.5附加信息

對凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品真實性檢驗過程中遇到的問題和其他相關(guān)信息進行說明和描述，在可能

的情況下給出待檢凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品應(yīng)用中的注意事項及改進建議。

7.3檢驗報告信息簡表

凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品真實性檢驗報告信息簡表樣例見附錄B。

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附錄A

（資料性）

凈初級生產(chǎn)力測量方法

A.1草地、農(nóng)田凈初級生產(chǎn)力調(diào)查方法

草本、農(nóng)作物的凈初級生產(chǎn)力測量主要采用生物量收割法，適合檢驗?zāi)瓿叨鹊膬舫跫壣a(chǎn)力遙感產(chǎn)

品。生物量收割法一般選在植被生長季后期，生物量基本穩(wěn)定時測量，將生物量根據(jù)植物的含碳量比例

轉(zhuǎn)換為凈初級生產(chǎn)力，測量結(jié)果代表年凈初級生產(chǎn)力。測量時樣方布設(shè)數(shù)量設(shè)置需要根據(jù)待檢驗產(chǎn)品分

辨率確定，一個檢驗點上樣方覆蓋一個待檢像元即可。詳細(xì)的生物量調(diào)查方法參見規(guī)程NY-T-1233-2006

和NYT2998-2016中生物量測量的規(guī)范開展。

A.2林地凈初級生產(chǎn)力調(diào)查方法

林地凈初級生產(chǎn)力通過森林碳儲量的調(diào)查方法獲得，適用于喬木或灌木，適合檢驗?zāi)瓿叨鹊膬舫跫?/p>

生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品。測量時樣方布設(shè)數(shù)量設(shè)置需要根據(jù)待檢驗產(chǎn)品分辨率確定，一個檢驗點上樣方覆蓋一

個待檢像元即可。通過調(diào)查一定時間間隔（≥1年）的林地碳儲量，通過兩個時刻碳儲量之差計算得到

凈初級生產(chǎn)力。詳細(xì)的碳儲量調(diào)查方法參見標(biāo)準(zhǔn)GB/T30363-2013中第10節(jié)和LY/T1952-2011。

A.3渦動相關(guān)法

渦動相關(guān)法，適用于所有植被類型，適合檢驗日、月、年尺度的凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品。該方法時

間頻率高、準(zhǔn)確度高，推薦使用。該方法的優(yōu)勢是研究尺度較大，直接測定碳通量,可以自動長期連續(xù)精

細(xì)觀測。渦動相關(guān)法可以直接估算陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力（NEP），還可以通過通量拆分估計總初級生產(chǎn)

力（GPP）和生態(tài)系統(tǒng)呼吸量（Reco）。通量拆分有兩種方法：一種是夜間呼吸外推法，將夜間測定的

有效NEP（即Reco）通過溫度響應(yīng)模型外推得到白天Reco，進而得到GPP；另一種是光響應(yīng)曲線法，利

用白天NEP的冠層光合作用光響應(yīng)模型估計白天Reco，進而得到GPP。在得到GPP后，需要確定植被的

碳利用效率，進而將GPP轉(zhuǎn)換為NPP，植被的碳利用效率可以通過文獻調(diào)研獲得，每種植被類型的

NPP/GPP比例是一個接近常數(shù)的系數(shù)，特別是在長時間范圍內(nèi)。由于渦動觀測的貢獻源區(qū)與遙感像元空

間尺度不完全匹配，需要進行尺度轉(zhuǎn)換，才能獲得像元尺度的凈初級生產(chǎn)力參考值，在這一轉(zhuǎn)換過程中

需采用足跡模型計算渦動的貢獻源區(qū)，可參考地表蒸散發(fā)遙感產(chǎn)品真實性檢驗標(biāo)準(zhǔn)（GB/T40033-2021）

像元真值獲取部分。

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附錄B

（資料性）

凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品真實性檢驗報告信息簡表樣例

表B.1給出了凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品真實性檢驗報告信息簡表的參考樣例。

表B.1凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品真實性檢驗報告信息簡表樣例

產(chǎn)品名稱黑河流域凈初級生產(chǎn)力遙感產(chǎn)品

地理參考

數(shù)據(jù)來源

(橢球、投影方CGCS2000，高斯-克呂格投影MODIS-Terra

(傳感器)

式)

獲取時間

空間分辨率

250(YYYY-2015-01-1至2015-12-31

（米）

MM-DD)

待檢西至經(jīng)度東至經(jīng)度

E99°40′00″E101°50′10″

凈初(°′″)(°′″)

級生北至緯度南至緯度

N42°30′10″N38°00′10″

產(chǎn)力空間范圍(°′″)(°′″)

遙感黑河流域包含青海祁連縣，甘肅張掖市甘州區(qū)、山丹縣、民樂

產(chǎn)品范圍描述縣、臨澤縣、高臺縣、肅南縣，酒泉市肅州區(qū)、金塔縣，內(nèi)蒙古

特征額濟納旗。

單位gC/m2/a

產(chǎn)品生產(chǎn)方法基于MODIS-Terra多光譜影像，利用光能利用率模型與氣象數(shù)據(jù)，計算得到凈

概述初級生產(chǎn)力。

調(diào)查方式○生物量收割法○測樹學(xué)方法●渦動相關(guān)

■調(diào)查數(shù)據(jù)空間尺度100米的貢獻源區(qū)

調(diào)查時間

2015-01-01至2015-12-31

參考(YYYY-MM-DD)

對象數(shù)據(jù)來源

特征(傳感器)

描述空間分辨率（米）

□已檢遙感產(chǎn)品

產(chǎn)品時相

(YYYY-MM-DD)

總體精度

（精度±標(biāo)準(zhǔn)差）

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檢驗方式○所有植被類型●部分植被類型

■直接檢驗法

尺度轉(zhuǎn)換方法給予貢獻源區(qū)模型進行空間匹配

檢驗檢驗方法