《《高分遙感產(chǎn)品真實性檢驗 大氣水汽 含量》》

T/CARSAXXXXX—202X

ICS37.040

V00/09

團體標準

T/CARSAXXXXX—202X

高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品真實性檢驗.大氣水汽

含量

Validationofhigh-resolutionsatelliteremotesensingproducts-

atmosphericintegratedwatervapor

（征求意見稿）

（本稿完成時間：2022年12月2日）

XXXX-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-大氣水汽含量

1范圍

本文件規(guī)定了高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品真實性檢驗的基本要求、評價指標和檢驗方法。

本文件適用于高分辨率衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品的真實性檢驗。

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

3術(shù)語和定義

GB/T36296—2018界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

大氣水汽含量atmosphericintegratedwatervapor

大氣水汽含量為單位面積從地面到高空空氣柱中所含的大氣水汽全部凝結(jié)降至地面的降水量。單

位為：g/cm2或kg/m2。

3.2

高分辨率遙感衛(wèi)星high-resolutionremotesensingsatellite

高分辨率分指高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜分辨率的遙感衛(wèi)星。

3.3

真值truevalue

在一定條件下，遙感產(chǎn)品理論上客觀存在且無任何誤差的實際值。

注：該值為理想值，通常無法確切獲得，只有在所有引起誤差的原因可消除時才能準確得到。

[來源：GB/T36286-2018，定義3.3]。

3.4

相對真值relativetruevalue

一個接近真值的值，它與真值之差可忽略不計。對于給定的目的，可用其來代替真值。

[來源：GB/T36286-2018，定義3.4]

3.5

空間重采樣spacere-sampling

在某種空間坐標系下，做空間參考變換，將一種空間分辨率的遙感數(shù)據(jù)按照某種采樣方法轉(zhuǎn)換為另

外一種空間分辨率的方法。

3.6

時間變率temporalvariability

在一定條件下，遙感產(chǎn)品理論上客觀存在且無任何誤差的實際值。

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注：該值為理想值，通常無法確切獲得，只有在所有引起誤差的原因可消除時才可準確得到。

[來源：GB/T36296—2018，3.3]

3.7

準確度accuracy

變量隨時間變化的程度。

[來源：GB/T36286-2018，定義3.7]

3.8

不確定度uncertainty

與測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的一個參數(shù)，表征了被測量值的分散性，定量說明了測量結(jié)果的質(zhì)量，用以指示

測量結(jié)果的可信性、有效性的懷疑程度或不確定程度

[來源：GB/T36296—2018，3.10]

3.9

太陽分光光度計sunphotometer

太陽分光光度計是將是將成分復(fù)雜的太陽光，分解為光譜線的科學(xué)儀器。

4基本要求

高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品真實性檢驗要求如下：

a)真實性檢驗的對象為高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品的準確度及不確定性度；

b)高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品的參考對象為對應(yīng)的目標區(qū)域和成像時刻氣象臺站的探空數(shù)

據(jù)、地基遙感大氣水汽數(shù)據(jù)，包括太陽分光光度計的水汽含量產(chǎn)品和GPS大氣水汽含量產(chǎn)品；

同時選取其它衛(wèi)星遙感獲得的大氣水汽含量產(chǎn)品或再分析資料。

5評價指標

5.1準確度評價指標

用統(tǒng)計特征值表達代檢驗遙感水汽含量產(chǎn)品與參考水汽含量產(chǎn)品之間一致程度的指標：

a)平均誤差

b)平均絕對誤差

c)相對誤差

d)平均相對誤差

e)均方根誤差

f)相關(guān)系數(shù)

g)一致性指數(shù)

5.2不確定性分析評價指標

用不確定度定量表達待檢高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品的不確定性來源的指標：

a)標準差

b)方差

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c)協(xié)方差

d)標準不確定度

6檢驗方法

6.1檢驗方法選擇

高分衛(wèi)星遙感水汽含量產(chǎn)品真實性檢驗方法根據(jù)實際與樣本數(shù)據(jù)的匹配選擇檢驗的方法，具體有：

直接檢驗方法、間接檢驗方法。

（1）若高分衛(wèi)星遙感水汽含量產(chǎn)品根據(jù)時間和空間信息匹配到大氣水汽含量探空數(shù)據(jù)或者地基

大氣水汽含量監(jiān)測數(shù)據(jù)，選用直接檢驗方法進行檢驗（見6.2）；

（2）若高分衛(wèi)星遙感水汽含量產(chǎn)品根據(jù)時間和空間信息匹無法配到大氣水汽含量探空數(shù)據(jù)或者

地基大氣水汽含量監(jiān)測數(shù)據(jù)，選用其它已經(jīng)驗證過衛(wèi)星遙感水汽產(chǎn)品進行交叉檢驗（見6.3）；

6.2直接檢驗法

高分大氣水汽總量產(chǎn)品

GPS大氣水汽含量探空數(shù)據(jù)

樣本篩選

地基大氣水汽含量監(jiān)測數(shù)據(jù)

時間配準否

是放棄

空間分辨率轉(zhuǎn)換否空間配準

是

準確度評價

不確定度分析

圖1直接檢驗法操作流程

直接檢驗法具體操作步驟如下：

a)樣本選擇；即確定待檢測高質(zhì)量的水汽產(chǎn)品像元。如果待檢大氣水汽衛(wèi)星遙感產(chǎn)品有質(zhì)量控

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制，則根據(jù)質(zhì)量標記剔除低質(zhì)量產(chǎn)品；根據(jù)探空數(shù)據(jù)或地基大氣水汽產(chǎn)品的觀測時間、產(chǎn)品位

置，確定待驗證大氣水汽含量產(chǎn)品的像元信息，樣本量確定及樣本確定方法見GB/T36296-

2018附錄C。

b)時間配準：根據(jù)被測量高分遙感大氣水汽含量產(chǎn)品時間分辨率特征，獲取遙感觀測時刻（同步

或準同步）測量數(shù)據(jù)，測量數(shù)據(jù)隨時間變化越快，同步測量要求越高。針對高分衛(wèi)星遙感大氣

水汽含量產(chǎn)品檢測，要求將觀測站點處衛(wèi)星過境時刻前后30分鐘觀測的地基大氣水汽含量數(shù)

據(jù)、GPS大氣水汽含量探空數(shù)據(jù)進行平均，若滿足，可直接采用地基、GPS大氣水汽含量的

觀測值作為相對真值，否則，不予采用。

c)空間配準：根據(jù)步驟a確定的位置和像元，選擇空間代表性高的地面監(jiān)測點數(shù)據(jù)或者GPS探

空大氣水汽含量數(shù)據(jù)，若匹配到地面監(jiān)測點或者GPS探空數(shù)據(jù)，則進行真實性檢驗；否則，

不予采用，求取均值，作為相對真值，進行直接真實性檢驗。

d)準確度評價：在獲得大氣水汽產(chǎn)品像元尺度的相對真值之后，根據(jù)GB/T36296-2018標準6.1

的準確度評價指標定量評價高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品的準確度。

e)不確定度評價：根據(jù)GB/T36296-2018標準6.2的不確定度分析評價指標定量評價高分衛(wèi)星遙

感大氣水汽含量的不確定性。

6.3間接檢驗法

6.3.1交叉檢驗法流程

利用已檢驗遙感大氣水汽含量產(chǎn)品對待檢高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品間接進行真實性檢驗。交叉檢驗法的

主要操作流程見圖2：

其它已經(jīng)檢驗的大氣水汽總

高分大氣水汽總量產(chǎn)品

量產(chǎn)品

時間配準

空間配準

樣本選擇

準確度評價

不確定度分析

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圖2交叉檢驗法操作流程

a)時間配準:根據(jù)高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品時間變率特點，選用與其時間一致的其它已檢

驗遙感水汽產(chǎn)品；若待檢產(chǎn)品為瞬時大氣水汽含量產(chǎn)品，取該時刻前后半小時地面觀測的大氣

水汽含量的均值，對于多天合成的大氣水汽含量產(chǎn)品，應(yīng)平均該周期內(nèi)每天該時刻的大氣水汽

含量產(chǎn)品，獲取與待檢高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品時間一致的大氣水汽含量產(chǎn)品。

b)空間配準：當高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品與已檢遙感水汽產(chǎn)品空間分辨率不一致時，對已

檢驗水汽產(chǎn)品進行空間采樣，以保證與高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品的空間分辨率一致；匹

配時，以待檢驗的大氣水汽產(chǎn)品所在的空間位置為標準，選取相應(yīng)的已驗證的大氣水汽含量產(chǎn)

品的空間位置。

c)樣本選擇：當高分遙感大氣水汽產(chǎn)品像元較少時，直接對像元進行比較驗證；當像元數(shù)較多

時，采用抽樣方法進行驗證比較，樣本量確定和樣本選取方法見附錄GB/T36296-2018附錄

C。

d)準確度評價：獲得像元尺度的相對真值后，根據(jù)GB/T36296-2018標準6.1的準確度評價指標

定量表達待檢驗高分大氣水汽含量產(chǎn)品的準確度。

e)不確定度分析：根據(jù)GB/T36296-2018標準6.2的不確定度評價指標定量驗證待檢驗高分大氣

水汽含量的不確定度。

7檢驗報告

7.1封面信息

檢驗報告封面上的消息，應(yīng)包括：

a)檢驗報告編號；

b)檢驗報告名稱；

c)檢驗負責人；

d)檢驗時間；

e)檢驗單位；

f)送檢單位。

7.2正文信息

7.2.1高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品概述

對待檢驗的高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品進行簡要的概述，包括：

a)高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品的數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)名稱、數(shù)據(jù)類型、時間分辨率、空間分

辨率、投影方式、觀測幾何；

b)產(chǎn)品生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量控制等信息；

c)產(chǎn)品使用的算法及其算法的特點等信息。

7.2.2參考對象數(shù)據(jù)描述

對參考對象的數(shù)據(jù)進行描述，包括：

a)參考對象的類型、數(shù)據(jù)名稱、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)精度、時間特征、空間特征、探測方法等基

本信息；

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b)參考對象的質(zhì)量評價描述；

c)參考對象的實用性描述。

7.2.3檢驗方法及流程

檢驗方法及流程應(yīng)包括：

a)檢驗方法概述；

b)檢驗流程；

c)檢驗結(jié)果的評價指標

d)檢驗過程的記錄。

7.2.2真實性檢驗結(jié)論

對真實性檢驗的評價結(jié)果進行描述，包括：

a)總體評價：高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品的總體精度；

b)分項評價：在不同的研究區(qū)域的高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品的精度及誤差產(chǎn)生的原

因；分析在不同的大氣狀況下高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品的精度及誤差產(chǎn)生的原因

等；

c)分析產(chǎn)品檢驗過程中的不確定性：包括觀測誤差、時間配準、空間配準、數(shù)據(jù)采集誤差等；

d)對產(chǎn)品進行評價及建議：通過分析各項指標，給出檢驗高分衛(wèi)星遙感大氣水汽產(chǎn)品存在的

誤差，并給出修改建議。

7.3檢驗報告信息簡表

真實性檢驗報告可按表格的方式編制，樣例見附錄A，但不限于樣例提供的格式和內(nèi)容。

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附錄A

（資料性）

高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量真實性檢驗報樣例

表A.1給出了高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量真實性檢驗的列表。

表A.1高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量真實性檢驗報告樣例

產(chǎn)品名稱產(chǎn)品類型○數(shù)值型數(shù)據(jù)來源

○類別型（傳感器）

地理參考

（橢球、

投影方

法）

獲取時間

空間分辨

（YYYY-MM-DD，

高分衛(wèi)星率

Hh:mm:ss）

遙感大氣

空間范圍經(jīng)度緯度

水汽含量

（°′″）（°′″）

產(chǎn)品

觀測幾何

（太陽天

頂角、觀

測天頂

角、相對

方位角）

產(chǎn)品生產(chǎn)

算法

類型地基大氣水汽含量探測數(shù)據(jù)GPS大氣水汽含量探測數(shù)據(jù)

參考對象其他已檢遙感水汽含量產(chǎn)品其他指標

特征描述產(chǎn)品名稱

對象精度

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空間特征

時間特征

像元尺度相

對真值獲取

直接檢

方法

驗法

不確定性分

析

空間分辨是○否○

率一致

檢驗方法

空間采樣

特征描述

方法

間接檢交叉檢驗

時間是否是○否○

驗法法

匹配

不確定性

分析

樣本量樣本選取方法

精度評價平均誤差平均絕對誤相對誤

結(jié)果描述差