《《高分遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn) 大氣水汽 含量》》

T/CARSAXXXXX—202X

ICS37.040

V00/09

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

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高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn).大氣水汽

含量

Validationofhigh-resolutionsatelliteremotesensingproducts-

atmosphericintegratedwatervapor

（征求意見稿）

（本稿完成時(shí)間：2022年12月2日）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中國遙感應(yīng)用協(xié)會(huì)發(fā)布

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高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)-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(shí)性檢驗(yàn)的基本要求、評(píng)價(jià)指標(biāo)和檢驗(yàn)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(shí)性檢驗(yàn)。

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(duì)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(shí)性檢驗(yàn)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(shí)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(shí)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(shí)才能準(zhǔn)確得到。

[來源：GB/T36286-2018，定義3.3]。

3.4

相對(duì)真值relativetruevalue

一個(gè)接近真值的值，它與真值之差可忽略不計(jì)。對(duì)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(biāo)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(shí)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(shí)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(shí)才可準(zhǔn)確得到。

[來源：GB/T36296—2018，3.3]

3.7

準(zhǔn)確度accuracy

變量隨時(shí)間變化的程度。

[來源：GB/T36286-2018，定義3.7]

3.8

不確定度uncertainty

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

測(cè)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(jì)sunphotometer

太陽分光光度計(jì)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(shí)性檢驗(yàn)要求如下：

a)真實(shí)性檢驗(yàn)的對(duì)象為高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品的準(zhǔn)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(duì)象為對(duì)應(yīng)的目標(biāo)區(qū)域和成像時(shí)刻氣象臺(tái)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(jì)的水汽含量產(chǎn)品和GPS大氣水汽含量產(chǎn)品；

同時(shí)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(píng)價(jià)指標(biāo)

5.1準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)指標(biāo)

用統(tǒng)計(jì)特征值表達(dá)代檢驗(yàn)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(biāo)：

a)平均誤差

b)平均絕對(duì)誤差

c)相對(duì)誤差

d)平均相對(duì)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(píng)價(jià)指標(biāo)

用不確定度定量表達(dá)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(biāo)：

a)標(biāo)準(zhǔn)差

b)方差

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c)協(xié)方差

d)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

6檢驗(yàn)方法

6.1檢驗(yàn)方法選擇

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

直接檢驗(yàn)方法、間接檢驗(yàn)方法。

（1）若高分衛(wèi)星遙感水汽含量產(chǎn)品根據(jù)時(shí)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(cè)數(shù)據(jù)，選用直接檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)（見6.2）；

（2）若高分衛(wèi)星遙感水汽含量產(chǎn)品根據(jù)時(shí)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(cè)數(shù)據(jù)，選用其它已經(jīng)驗(yàn)證過衛(wèi)星遙感水汽產(chǎn)品進(jìn)行交叉檢驗(yàn)（見6.3）；

6.2直接檢驗(yàn)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(cè)數(shù)據(jù)

時(shí)間配準(zhǔn)否

是放棄

空間分辨率轉(zhuǎn)換否空間配準(zhǔn)

是

準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)

不確定度分析

圖1直接檢驗(yàn)法操作流程

直接檢驗(yàn)法具體操作步驟如下：

a)樣本選擇；即確定待檢測(cè)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(biāo)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(cè)時(shí)間、產(chǎn)品位

置，確定待驗(yàn)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(shí)間配準(zhǔn)：根據(jù)被測(cè)量高分遙感大氣水汽含量產(chǎn)品時(shí)間分辨率特征，獲取遙感觀測(cè)時(shí)刻（同步

或準(zhǔn)同步）測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化越快，同步測(cè)量要求越高。針對(duì)高分衛(wèi)星遙感大氣

水汽含量產(chǎn)品檢測(cè)，要求將觀測(cè)站點(diǎn)處衛(wèi)星過境時(shí)刻前后30分鐘觀測(cè)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(jìn)行平均，若滿足，可直接采用地基、GPS大氣水汽含量的

觀測(cè)值作為相對(duì)真值，否則，不予采用。

c)空間配準(zhǔn)：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(cè)點(diǎn)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(cè)點(diǎn)或者GPS探空數(shù)據(jù)，則進(jìn)行真實(shí)性檢驗(yàn)；否則，

不予采用，求取均值，作為相對(duì)真值，進(jìn)行直接真實(shí)性檢驗(yàn)。

d)準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)：在獲得大氣水汽產(chǎn)品像元尺度的相對(duì)真值之后，根據(jù)GB/T36296-2018標(biāo)準(zhǔn)6.1

的準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)指標(biāo)定量評(píng)價(jià)高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品的準(zhǔn)確度。

e)不確定度評(píng)價(jià)：根據(jù)GB/T36296-2018標(biāo)準(zhǔn)6.2的不確定度分析評(píng)價(jià)指標(biāo)定量評(píng)價(jià)高分衛(wèi)星遙

感大氣水汽含量的不確定性。

6.3間接檢驗(yàn)法

6.3.1交叉檢驗(yàn)法流程

利用已檢驗(yàn)遙感大氣水汽含量產(chǎn)品對(duì)待檢高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品間接進(jìn)行真實(shí)性檢驗(yàn)。交叉檢驗(yàn)法的

主要操作流程見圖2：

其它已經(jīng)檢驗(yàn)的大氣水汽總

高分大氣水汽總量產(chǎn)品

量產(chǎn)品

時(shí)間配準(zhǔn)

空間配準(zhǔn)

樣本選擇

準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)

不確定度分析

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圖2交叉檢驗(yàn)法操作流程

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

驗(yàn)遙感水汽產(chǎn)品；若待檢產(chǎn)品為瞬時(shí)大氣水汽含量產(chǎn)品，取該時(shí)刻前后半小時(shí)地面觀測(cè)的大氣

水汽含量的均值，對(duì)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(shí)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(shí)間一致的大氣水汽含量產(chǎn)品。

b)空間配準(zhǔn)：當(dāng)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(shí)，對(duì)已

檢驗(yàn)水汽產(chǎn)品進(jìn)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(shí)，以待檢驗(yàn)的大氣水汽產(chǎn)品所在的空間位置為標(biāo)準(zhǔn)，選取相應(yīng)的已驗(yàn)證的大氣水汽含量產(chǎn)

品的空間位置。

c)樣本選擇：當(dāng)高分遙感大氣水汽產(chǎn)品像元較少時(shí)，直接對(duì)像元進(jìn)行比較驗(yàn)證；當(dāng)像元數(shù)較多

時(shí)，采用抽樣方法進(jìn)行驗(yàn)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(zhǔn)確度評(píng)價(jià)：獲得像元尺度的相對(duì)真值后，根據(jù)GB/T36296-2018標(biāo)準(zhǔn)6.1的準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)指標(biāo)

定量表達(dá)待檢驗(yàn)高分大氣水汽含量產(chǎn)品的準(zhǔn)確度。

e)不確定度分析：根據(jù)GB/T36296-2018標(biāo)準(zhǔn)6.2的不確定度評(píng)價(jià)指標(biāo)定量驗(yàn)證待檢驗(yàn)高分大氣

水汽含量的不確定度。

7檢驗(yàn)報(bào)告

7.1封面信息

檢驗(yàn)報(bào)告封面上的消息，應(yīng)包括：

a)檢驗(yàn)報(bào)告編號(hào)；

b)檢驗(yàn)報(bào)告名稱；

c)檢驗(yàn)負(fù)責(zé)人；

d)檢驗(yàn)時(shí)間；

e)檢驗(yàn)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(duì)待檢驗(yàn)的高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量產(chǎn)品進(jìn)行簡(jiǎn)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(shí)間分辨率、空間分

辨率、投影方式、觀測(cè)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(diǎn)等信息。

7.2.2參考對(duì)象數(shù)據(jù)描述

對(duì)參考對(duì)象的數(shù)據(jù)進(jìn)行描述，包括：

a)參考對(duì)象的類型、數(shù)據(jù)名稱、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)精度、時(shí)間特征、空間特征、探測(cè)方法等基

本信息；

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b)參考對(duì)象的質(zhì)量評(píng)價(jià)描述；

c)參考對(duì)象的實(shí)用性描述。

7.2.3檢驗(yàn)方法及流程

檢驗(yàn)方法及流程應(yīng)包括：

a)檢驗(yàn)方法概述；

b)檢驗(yàn)流程；

c)檢驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)指標(biāo)

d)檢驗(yàn)過程的記錄。

7.2.2真實(shí)性檢驗(yàn)結(jié)論

對(duì)真實(shí)性檢驗(yàn)的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行描述，包括：

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

b)分項(xiàng)評(píng)價(jià)：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(yàn)過程中的不確定性：包括觀測(cè)誤差、時(shí)間配準(zhǔn)、空間配準(zhǔn)、數(shù)據(jù)采集誤差等；

d)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)及建議：通過分析各項(xiàng)指標(biāo)，給出檢驗(yàn)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(yàn)報(bào)告信息簡(jiǎn)表

真實(shí)性檢驗(yàn)報(bào)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(shí)性檢驗(yàn)報(bào)樣例

表A.1給出了高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量真實(shí)性檢驗(yàn)的列表。

表A.1高分衛(wèi)星遙感大氣水汽含量真實(shí)性檢驗(yàn)報(bào)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(shí)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(cè)幾何

（太陽天

頂角、觀

測(cè)天頂

角、相對(duì)

方位角）

產(chǎn)品生產(chǎn)

算法

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

參考對(duì)象其他已檢遙感水汽含量產(chǎn)品其他指標(biāo)

特征描述產(chǎn)品名稱

對(duì)象精度

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空間特征

時(shí)間特征

像元尺度相

對(duì)真值獲取

直接檢

方法

驗(yàn)法

不確定性分

析

空間分辨是○否○

率一致

檢驗(yàn)方法

空間采樣

特征描述

方法

間接檢交叉檢驗(yàn)

時(shí)間是否是○否○

驗(yàn)法法

匹配

不確定性

分析

樣本量樣本選取方法

精度評(píng)價(jià)平均誤差平均絕對(duì)誤相對(duì)誤

結(jié)果描述差