《《高分卫星遥感产品真实性检验 场地评价》 编制说明》

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《高分卫星遥感产品真实性检验场地评价》

编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

2022年11月30日经中国遥感应用协会标准化分会组织委员及专家评估，《高分

卫星遥感产品真实性检验场地评价》获批立项，该规范由中国科学院空天信息创新研

究院牵头完成规范的制定任务。该标准由中国遥感应用协会归口。

（二）起草单位及主要起草人

本标准起草单位：中国科学院空天信息创新研究院、西南大学、中国科学院地理科

学与资源研究所、北京师范大学、中国科学院西北生态环境研究院、中国科学院东北地

理科学与资源研究所。

本标准的主要起草人及主要贡献如下表：

序号姓名单位主要贡献

1中国科学院空天信负责标准相关资料的查阅、收集；标

息创新研究院准文本的起草、撰写；征集、整理和

闻建光

归纳相关的意见和建议，并进行修

改。

2中国科学院空天信组织召开研讨会，对标准的修改提

宫宝昌

息创新研究院出建议。

3中国科学院空天信组织召开研讨会；征集、整理和归纳

息创新研究院相关的意见和建议以及行业内征求

肖青

意见和标准送审；对标准的修改提

出建议。

4马明国西南大学对标准的修改提出建议。

5中国科学院空天信对标准的修改提出建议。

马灵玲

息创新研究院

6刘绍民北京师范大学对标准的修改提出建议。

7车涛中国科学院西北生对标准的修改提出建议。

1

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态环境研究院

8中国科学院东北地对标准的修改提出建议。

宋开山理科学与资源研究

所

9中国科学院地理科对标准的修改提出建议。

方红亮

学与资源研究所

（三）主要工作过程

起草阶段：

1.2020年3月，《高分卫星遥感产品真实性检验：场地评价》标准规范编制项目启动，

成立了编制小组，明确了研究内容的范围、计划和任务分工。

2.2020年4-9月，文献调研与资料收集，重点关注空间代表性评价的相关研究。

3.2020年10月-2021年3月，编制小组进行讨论，确定规范撰写大纲。

4.2021年4月-8月，完成标准初稿，编制小组讨论，对初稿进一步完善，形成规范草

案。

5.2021年9月-12月，与具有国家标准撰写经验的专家讨论，对草案中的术语、技术

路线进行修订。

6.2022年1月-4月，关注场地评价工作的最新研究进展，对草案技术路线进行完善。

7.2022年5月-8月，开展专家评审，针对专家建议对草案进行修改。

8.2022年9月-10月，开展遥感应用协会标准化分会2022年线上年会，对标准进行

立项答辩。

9.2022年11月-12月，《高分卫星遥感产品真实性检验：场地评价》获批立项，完善

标准，撰写编制说明。

二、国家标准编制原则和确定国家标准主要内容

（一）编制原则

本标准的编制以服务于规划地面观测为目标，以规范性和可操作性为第一宗旨。本

标准的编制原则遵循“定义清晰、流程标准、要求明确、操作简便”。通过对现有真实性

检验场地评价方法的调研归纳，明确了但不限于高分卫星遥感真实性检验场地评价的

一般流程，形成流程标准化和规范化的场地评价工作，从而确保真实性检验场地评价工

作的一致性。

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（二）标准主要技术内容的依据

国内外目前还没有针对场地评价方法的标准规范。国内外相关标准是基于定标场

地选择的角度，对场地大小、地势、环境、地表覆盖提出了一般性的要求，同时也作为

了本标准测评指标设计的参考依据之一。本标准的编制是通过编写人员积累的多个场

站大量的空天地观测数据及经验，总结出一套适用于高分卫星遥感真实性检验场地评

价的指标体系和评价方法。

1.术语和定义

本标准制定过程中的术语和定义主要参照国家标准以及国内外相关领域前沿论文

中的资料进行定义。包括遥感产品、场地评价、指标体系、真实性检验、遥感产品真实

性检验地面观测场、标准输入数据、参考数据7个，主要参考和引用了《GB/T36299-2018

光学遥感辐射传输基本术语》、《GB/T36296-2018遥感产品真实性检验导则》、《GB/T

32453-2015卫星对地观测数据产品分类分级规则》、《GB/T39468-2020陆地定量遥感产

品真实性检验通用方法》中的定义。

2.基本要求

本标准中的真实性检验场是针对但不限于高分卫星遥感产品的真实性检验场站网，

在场地评价中应遵循以下基本要求：

a）遥感真实性检验场地评价指标应涵盖标准中建立的7项一级指标；

b）真实性检验场地评价数据集应满足真实性检验场地评价指标计算要求；

c）真实性检验场地评价指标的输入和输出数据应符合场地评价数据集对数据组织

方式的要求。

（三）主要试验技术论证，预期的经济效果

（1）技术论证

本标准在编制过程中，充分考虑科学实践中的技术可行性。参照国际卫星对地观测

委员会（CEOS）对定标和真实性检验场选址要求，研究算法测评场地各类评价指标的

评价方法和评分标准，形成算法测评场地选择指标体系。评价指标选取标准需具有代表

性、可比较性、可计算性、完整性、定性与定量相结合。算法测评场地选择指标体系是

由若干个单项评价因子及其权重值构成的有机整体。所选择的指标既能真实反映各类

算法测评场地的特征，又能便于遥感信息的提取。

通过大量的文献阅读、对比、总结，将算法测评场地的评价指标分为七个方面：地

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理特征、辐射特征、大气气候特征、地面基础设施、载荷满足度、场地数据积累和不可

控因素。每一类评价指标又包括多个二级指标，共计7项一级指标和30项二级评价指

标。

对于场地评价指标的选择，地理特征主要评价站点的地面状况和基本特征，如面积、

地形、空间代表性等；地面验证数据多来自与太阳辐射相关的观测，因此辐射特征指标

体现站点区域内接收太阳辐射时表现出来的相关特性，短期稳定性、长期稳定性和地表

方向性指标都较好理解，而选择光谱曲线平滑度指标的目的则是评价地物光谱曲线的

波动情况，如果光谱曲线没有太强烈的波峰波谷，即使传感器制造过程中通道有所偏

离，也可以捕捉到场地的光谱特征，如果波动过大，同样的情况下传感器可能无法捕捉

到；天气对于遥感地面观测有较大的影响，需要将站点区域内的大气气候特征纳入评价

体系内；为判断站点是否能验证不同载荷的遥感产品，引入了载荷满足度指标；场地地

面的仪器基础和已有数据积累决定了该站点的硬件条件和可获取验证数据的数量和种

类；考虑到研究人员的安全，一些不可控因素如自然灾害、治安在场地选择过程中也需

要进行评估。

真实性检验场场地评价指标体系的各项指标及说明如下表所示：

表1真实性检验场评价指标体系

一级指标二级指标说明

场地面积可开展野外实验的均匀区场地面积

场地地形地表坡度和DEM特征

地理特征

空间均匀性不同空间尺度的场地一致性

空间代表性站点所能代表的空间观测范围

短期稳定性相邻日期（一周内）地表反射率/红外辐射的变化情况

长期稳定性不同季节地表特征和地表反射率/红外辐射的变化情况

辐射特征

地表方向性不同角度下地表反射率/红外辐射的一致性

光谱曲线平滑度地物反射率/发射率光谱曲线特波动程度

风力情况一年中的风速风向统计情况

气溶胶光学厚度时间序列气溶胶光学厚度

粒子谱分布气溶胶粒子谱分布

大气气候特征大气廓线获取温度、湿度、气压等数据的大气廓线

水汽含量整层水汽含量

在给定时间内，太阳直接辐射照度达到或超过120W/m2的各段时间的

日照时数

总和

载荷空间分辨率满

载荷满足度场地特征可适用评价不同空间分辨率载荷的数量

足度

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载荷光谱范围满足

场地特征及观测手段可适用于不同载荷的光谱覆盖范围

度

载荷产品类型满足

场地特征及其观测手段可适用于不同载荷的产品类型数量

度

可达性交通便利性

地面仪器基础地面已有仪器类型

地面仪器维护地面仪器的维护保养情况

地面基础设施

地面人员数量当地技术人员数量

地面人员保障当地技术人员的专业技术水平和经验

站点运行可持续性当地站点一年中可运行的时间以及连续多年运行的能力

地表反射率

地表温度/发射率

场地数据积累是否有对应场地观测数据积累、积累数据覆盖的时间空间范围

大气气溶胶

气象数据

人为因素人类活动对环境的干扰程度

不可控因素地质灾害当地的自然灾害史及潜在的灾害风险

社会治安当地的治安状况和开展试验的安全性

根据各个评价指标的通用或在行业内的定义及计算方法，给出各评价指标定量的数

学模型或定性的表达方法，便于定量分析各个场地在各个指标之间的相对差异，更有目

的性的开展真实性检验场评价工作。

根据需要检验的高分产品等级、空间分辨率、精度要求等指标，筛选与之具有相关

性的评价指标。利用待评价场地的多时相卫星数据和地面多源数据，对筛选后的指标进

行逐一的分析并计算出每项指标的得分。随后，通过专家打分结合层次分析法（AHP），

赋予评价指标相应的权重，参与到场地评价结果的计算中。

在重点研发计划“统一质量标准的地基场网综合验证技术”工作中，基于本标准针

对国内多个真实性检验场站开展了评价及甄选工作。通过建立统一的评价指标模型，利

用统一质量标准的卫星及地面数据，基于本标准建立的规范对民勤、呼伦贝尔、净月潭、

沽源、东营、乌海、吐鲁番、格尔木、锡林浩特、怀来、黑河等多个真实性检验场站的

评价指标进行了计算和评分，依据评价结果最终甄选了民勤、呼伦贝尔、净月潭、沽源、

格尔木、怀来、锡林浩特7个真实性检验场，场地分布及评分结果如下所示：

表2通过场地评价甄选的7个真实性检验场评价得分

民勤呼伦贝尔净月潭沽源怀来格尔木锡林浩特

场地面积7.57.57.57.57.57.57.5

场地地形7.87.417.417.87.87.417.8

空间代表性12.212.212.212.212.212.212.2

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短期稳定性4.72.823.293.293.293.293.29

长期稳定性6.24.343.723.13.13.13.1

地表方向性2.482.172.793.13.12.792.79

光谱曲线平滑度4.24.24.24.24.24.24.2

风力情况2.62.62.62.62.342.62.6

粒子谱分布2.32.32.32.32.32.32.3

大气廓线1.81.81.81.81.81.81.8

日照时数2.432.162.162.162.162.432.43

地面仪器基础5.95.95.95.95.95.95.9

地面仪器维护7.87.87.87.87.87.87.8

站点运行可持续性8.55.955.15.955.958.55.95

地表反射率数据3.13.13.13.13.13.13.1

地表反照率3.73.73.73.7

3.73.73.7

/发射率数据

大气气溶胶数据2.82.82.82.82.82.82.8

气象数据3.83.83.83.83.83.83.8

人为因素3.93.513.123.93.93.93.9

地质灾害2.42.42.42.42.42.42.4

社会治安3333333

总分99.1191.4690.6992.492.1494.5292.36

图1通过场地评价甄选的7个真实性检验场分布图

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（2）预期效果

本标准规定了高分卫星遥感真实性检验场地评价的方法与流程。地面观测场是高分

卫星遥感产品真实性检验的基础条件之一，卫星观测、地面验证和遥感应用都是针对某

一场地进行的。通过确立严谨全面的评价体系和指标测算方法，规范评价方法和流程，

建立高分卫星遥感真实性检验场地评价的标准体系，选择适当的遥感真实性检验场地，

对提高真实性检验可靠性、提升高分卫星遥感产品应用水平具有重要意义。

（四）采用国际标准和国外先进标准的程度，以及与国际、国外同类标准水平的对比情

况，或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况；

目前国内外还没有关于真实性检验场地评价的相关标准，该标准通过对大量观测

数据的分析并根据相关研究论文资料和工作经验总结而形成。该标准通过确立严谨全

面的评价体系和指标测算方法，规范评价方法和流程，建立了高分卫星遥感真实性检验

场地评价的标准体系，首次建立了场地评价指标定量化的分析和评价方法，对提高真实

性检验精度、提升高分卫星遥感产品应用水平具有重要作用。

（五）与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系；

该标准与有关的现行法律、法规和强制性国家标准无关联。

（六）重大分歧意见的处理经过和依据；

本标准编制过程中，向相关科研业务部门征询意见，无重大分歧意见。

（七）国家标准作为强制性国家标准或推荐性国家标准的建议；

建议作为推荐性国家标准发布。

（八）贯彻国家标准的要求和措施建议（包括组织措施、技术措施、过渡办法等内容）；

目前，我国还没有真实性检验场地评价的相关标准，本标准首次建立了场地评价指

标定量化的分析和评价方法，对提高真实性检验可靠性、提升高分卫星遥感产品应用水

平具有重要意义。

建议本标准通过审定后尽快发布，将在相关学术团体、行业用户、企事业单位中通

过各种渠道宣传推广本标准，进行标准培训和宣贯，以保证标准的贯彻实施。

（九）废止现行有关标准的建议；

无。

（十）其他应予说明的事项。

无。

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《高分卫星遥感产品真实性检验：场地评价》编制小

组

2022年12月

参考文献：

[1]GB/T36299-2018光学遥感辐射传输基本术语

[2]GB/T36296-2018遥感产品真实性检验导则

[3]GB/T3358.1-2009统计学词汇及符号第1部分：一般统计术语与用于概率的术语

[4]GB/T3358.2-2009统计学词汇及符号第2部分：应用统计

[5]GB/T32453-2015卫星对地观测数据产品分类分级规则

[6]GB/T30115-2013卫星遥感影像植被指数产品规范

[7]GB/T39468-2020陆地定量遥感产品真