《《高分卫星遥感产品真实性检验 日光 诱导叶绿素荧光》 编制说明》

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《高分卫星遥感产品真实性检验日光

诱导叶绿素荧光》

编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

2022年中国遥感应用协会发布中遥发〔2022〕45号文件，批准了《高分卫星遥感

产品真实性检验日光诱导叶绿素荧光》中国遥感应用协会团体标准项目立项，正式委

托杭州师范大学牵头完成本规范的制定任务。该标准由本文件由中国遥感应用协会提

出并归口。

（二）起草单位及主要起草人

本标准起草单位：杭州师范大学、西南大学、中国科学院空天信息创新研究院、南

京大学、中国林业科学研究院资源信息研究所、中国科学院西北生态环境资源研究院、

北京师范大学。

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

负责标准制定工作的组织与协调，相关资

料的查阅和收集；标准文本及编制说明的

1汤旭光杭州师范大学起草与撰写；组织召开研讨会，通过电子

邮件的方式，征集、整理和归纳相关的意

见和建议，并进行修改。

参与标准制定工作的组织与协调，相关资

料的查阅和收集；参与标准文本及编制说

2马明国西南大学

明的起草与撰写；根据反馈的意见和建议

进行修改。

中国科学院空天信息创参与标准文本及编制说明的起草与撰写，

3黄长平

新研究院根据意见和建议进行修改。

4刘良云中国科学院空天信息创标准文本修改。

1

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新研究院

5张永光南京大学标准文本修改。

参与标准文本及编制说明的起草与撰写，

6王雅楠西南大学

根据意见和建议进行修改。

中国林业科学研究院资相关资料的查阅和收集；标准文本的修

7李增元

源信息研究所改。

中国林业科学研究院资相关资料的查阅和收集；标准文本的修

8高志海

源信息研究所改。

中国科学院西北生态环相关资料的查阅和收集；标准文本的修

9王维真

境资源研究院改。

中国科学院空天信息创相关资料的查阅和收集；标准文本的修

10闻建光

新研究院改；根据意见和建议进行回复。

中国科学院西北生态环相关资料的查阅和收集；标准文本的修

11王旭峰

境资源研究院改；根据意见和建议进行回复。

中国科学院空天信息创

12张立福标准文本修改。

新研究院

13刘志刚北京师范大学标准文本修改。

（三）主要工作过程

起草阶段：

（1）2020年6月，高分辨率对地观测系统重大专项（民用部分）项目“高分共性

产品真实性检验关键技术研究与标准规范编制”支持下，启动《高分遥感产品真实性检

验日光诱导叶绿素荧光》标准研究工作，成立了编制小组，明确相关研究内容及任务

分工。

（2）2020年7月，编制小组收集与植被日光诱导叶绿素荧光高分遥感产品真实性

检验相关的国内外标准与规范、相关的书籍与文献以及野外综合实验报告等资料。

（3）2020年8月-2021年3月，编制小组组织编写《高分遥感产品真实性检验日

光诱导叶绿素荧光》的初稿。

（4）2020年8月-2021年3月11月，高分辨率对地观测系统重大专项（民用部

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分）项目在线上召开了团体标准撰写推进会，编制小组在会上汇报了《高分遥感产品真

实性检验日光诱导叶绿素荧光》撰写进展情况。

（5）2021年4月-2022年9月，根据相关专家意见和建议，编制小组研究确定标

准涵盖范围，确定标准的名称、目次，逐条编制《高分遥感产品真实性检验日光诱导

叶绿素荧光》的相关内容，最终形成了标准初稿。

（6）2021年10月，组内交流，征求专家意见，提交遥感技术领域国家标准制修

订需求调查表，进一步完善《高分遥感产品真实性检验日光诱导叶绿素荧光》标准初

稿。专家意见和处理情况见附件1。

（7）2021年10月-2022年2月，组内交流，确定将项目组准备的序列申报为团体

标准，其中《高分遥感产品真实性检验日光诱导叶绿素荧光》拟申报中国遥感应用协

会团体标准。根据该项安排，编制小组修改标准，并准备立项申请书。

（8）2022年4月-2022年7月，中国遥感应用协会组织专家对提交的团体标准申

请进行评审，反馈评审意见，编制小组根据评审意见进行标准修改，形成完善后的团体

标准工作组讨论稿。专家意见和处理情况见附件2。

（9）2022年9月-10月，9月1日中国遥感应用协会标准化分会召开2022年年

会，对编制小组提交的《高分遥感产品真实性检验日光诱导叶绿素荧光》团体标准工

作组讨论稿及立项申请进行审核，对标准提出了进一步修改完善意见。编制小组根据意

见对标准进一步修改完善。专家意见和处理情况见附件3。根据专家已经标准名称调整

为《高分卫星遥感产品真实性检验日光诱导叶绿素荧光》。

（11）2022年11月，中国遥感应用协会标准化分会中遥发〔2022〕45号文件发

布，《高分卫星遥感产品真实性检验日光诱导叶绿素荧光》获批准正式立项。

（12）2023年10月，根据中国遥感应用协会标准化分会反馈意见进行了修改。专

家意见和处理情况见附件4。由于第一起草人汤旭光工作单位变更为杭州师范大学，标

准规范的起草单位做了相应修改。

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

针对植被日光诱导叶绿素荧光高分卫星遥感产品进行真实性检验的一般原则、基

本要求、技术方法、执行步骤和评价指标，本标准编制遵循以下原则：

（1）标准编制遵循“先进性、通用性、实用性、统一性”的原则，标准在编制过

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程中基于高分辨率对地观测系统重大专项（民用部分）项目“高分共性产品真实性检验

关键技术研究与标准规范编制”和863课题“遥感产品真实性检验关键技术及其试验

验证”的最新研究成果，并综合了国内外植被日光诱导叶绿素荧光高分卫星遥感产品真

实性检验的相关文献和报告，在归纳总结的基础上形成了植被日光诱导叶绿素荧光高

分卫星遥感产品真实性检验的团体标准，使其在保证先进性的同时具有一定的可操作

性和普适性，作为与日光诱导叶绿素荧光高分卫星遥感产品真实性检验共同遵守的准

则和依据。

（2）根据植被日光诱导叶绿素荧光高分卫星遥感产品的真实性检验实际需求，在

《GB/T36296-2018遥感产品真实性检验导则》、《GB/T39468-2020陆地定量遥感产

品真实性检验通用方法》、《T/CARSAXXXXX-XXXX高分卫星遥感产品真实性通

用方法》基础上，使本标准在检验方法、技术要求等方面更加完善和全面，易于实施和

应用。

（3）与相关法规、标准等协调一致。标准编制结合遥感技术标准体系和有关规定

等进行修订，提高标准的综合水平。

（4）对标准的结构、格式和表达方法等按GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1

部分：标准化文件的结构和起草规则》等标准的规定进行编写，使标准规范化。

（二）标准主要技术内容的依据

本标准确立了对植被日光诱导叶绿素荧光高分卫星遥感产品进行真实性检验的一

般原则、基本要求、技术方法、执行步骤和评价指标。其主要内容包括：

（1）范围，明确了本标准的适用范围。

（2）规范性引用文件，列出了本标准引用的3个规范性文件，即《GB/T36296-

2018遥感产品真实性检验导则》、《GB/T39468-2020陆地定量遥感产品真实性检验

通用方法》和《T/CARSAXXXXX-XXXX高分卫星遥感产品真实性通用方法》。

（3）术语和定义，定义了与高分卫星遥感产品真实性检验直接相关的8个术语，

GB/T36296-2018和T/CARSAXXXXX-XXXX界定的以及下列术语和定义适用于本文

件。

（4）基本要求，植被日光诱导叶绿素荧光高分卫星遥感产品真实性检在满足

T/CARSAXXXXX-XXXX第7章基本要求，还需遵循的其他基本要求。

4

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（5）检验方法，包括通则（验证方法和方法选择）、直接检验（基于地面观测值

的直接检验方法和基于地面观测和高分辨率数据的多尺度逐级检验方法）、交叉间接检

验方法等方面的内容。

（6）检验报告内容，包括封面信息、日光诱导叶绿素荧光高分卫星遥感产品概述、

验证数据、检验方法和评价指标、真实性检验结论描述、附加信息、检验报告信息简表。

（三）主要试验技术论证，预期的经济效果；

1、观测试验

本标准在编制过程中，充分考虑了科学实践中植被日光诱导叶绿素荧光高分卫星

遥感产品真实性检验的关键技术可行性，在高分卫星遥感产品国家真实性检验场站网

北碚站开展了高分卫星遥感观测试验，提高标准的适用性。由于国产高分荧光产品的限

制，真实性检验过程采用了哨兵（Sentinel）-5P卫星的TROPO-SIF数据产品。

TROPOMI的幅宽大约为2600km，能够实现近乎每日的全球地表覆盖，沿轨道的

足迹大小为7km，跨轨道的足迹大小为3.5-15km（即最低点3.5km，带边缘15km）。

TROPOMI提供的SIF产品的数据量及质量相比于其他传感器均有优势。TROPO-SIF

为质量控制后的（http://ftp.sron.nl/open-access-data-2/TROPOMI/tropomi/sif/v2.1/l2b/）

L2B数据集，仅包括在云分数小于0.2条件下获得的探测数据，太阳天顶角超过70°

的数据同样被排除，该数据同时进行了多项质量控制，数据集质量较高。由于星载尺度

的SIF数据为瞬时观测得到，该数据集同时提供了与日长校正因子进行计算后的日值

SIF数据。本研究选取了以743-758nm为基线窗口反演得到的，经日长校正计算后获

取的日值SIF740nm数据以匹配检验站点的时间尺度。利用Python将TROPO-SIF无

网格数据批处理为网格化数据，得到空间分辨率为0.05°的日均数据。

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图1日光诱导叶绿素荧光北碚真实性检验站

图2塔基SIF与TROPO-SIF的相关性

（r代表皮尔逊相关系数（*代表p<0.05，**代表p<0.01，***代表p<0.001）。图中仅显示

与TROPO-SIF有效数据相匹配的塔基SIF。

对塔基SIF和TROPOSIF进行相关性分析（图2），结果显示二者相关性较强，线

性拟合后r达到0.67（p<0.001），说明北碚站点的塔基SIF与TROPOSIF一致性较强。

TROPO-SIF在一定程度上可以匹配西南地区亚热带常绿阔叶林地面站点的SIF值。

真实性检验过程中，遥感像元的空间分布上包含不同植被覆盖的典型区域，而塔基

SIF由于尺度问题仅包括单一树种，缺乏其余地面真值数据支撑。今后的实验可以扩大

站点数量进行多点观测，也可借助中间尺度的植被冠层日光诱导叶绿素荧光相对真值

进行辅助，例如搭载有荧光光谱传感器的无人机等。

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2、预期效果

本标准为植被日光诱导叶绿素荧光高分卫星遥感产品真实性检验提出了通用方法，

可以用于指导全球不同区域和各种下垫面的日光诱导叶绿素荧光高分卫星遥感产品真

实性检验提供指南。

本标准的实施，可以面向的主要用户有：

（1）科学研究部门：从事遥感基础研究、全球变化、气候变化、碳循环等科研院

所、高等院校研究人员。

（2）行业应用部门：农业、林业、环保、气象、水文等行业部门开展行业遥感产

品真实性检验的工作人员。

（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；

国际上目前还没有跟日光诱导叶绿素荧光高分卫星遥感产品真实性检验相关的标

准，本标准参考国内外相关研究工作中的成功经验，并对方法逻辑和框架进行系统化梳

理，针对存在的问题补充了解决方法，结合实际应用中不同需求进行编制，在现阶段是

关于植被日光诱导叶绿素荧光高分卫星遥感产品真实性检验最科学严谨的规范，并可

持续发展。

（五）与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系；

本标准的编制参考了部分已有的标准内容，与有关的现行法律、法规和强制性国家

标准一致。主要的参考国家标准如下：

（1）国标GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起

草规则》，约束本标准的编制结构

（2）继承了国标《GB/T36296-2018遥感产品真实性检验导则》，约束了本标准中

检验报告样例以及相关术语。

（3）继承了国标《GB/T39468-2020陆地定量遥感产品真实性检验通用方法》，约

束了本标准中基于样点观测的抽样方法。

（4）继承了团标《T/CARSAXXXXX-XXXX高分卫星遥感产品真实性通用方法》，

约束了本标准中基本要求、方法选择、直接检验、交叉间接检验方法等内容以及相关术

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语。

（六）重大分歧意见的处理经过和依据；

起草组从2020年6至2023年11月整个编制实施期间，向相关科研院所、行业部

门及海外专家等分阶段征求了意见，无重大意见分歧。

（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；

建议作为推荐性团体标准发布。

（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）；

目前我国还没有关于植被日光诱导叶绿素荧光高分卫星遥感产品真实性检验的团

体标准，该标准的建立将直接用于指导日光诱导叶绿素荧光高分卫星遥感产品真实性

检验。

本标准充分引用了《GB/T36296-2018遥感产品真实性检验导则》、《GB/T

39468-2020陆地遥感产品真实性检验通用方法》、《T/CARSAXXXXX-XXXX高分

卫星遥感产品真实性通用方法》3个规范性文件，执行过程中需要以上3个规范性的

支持。

建议本标准通过审定后尽快发布，发布后6个月实施，并将在相关学术团体、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。

《高分卫星遥感产品真实性检验日光诱导叶绿素荧光规范》编制小组

2023年10月

参考文献：

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[1]关琳琳.基于叶绿素荧光的植被总初级生产力估算[D].北京：中国科学院大学，2017.

[2]郭健.塔基平台的日光诱导叶绿素荧光观测与GPP估算[D].西安：西安科技大学，2019.

[3]张立福，王思恒，黄长平.太阳诱导叶绿素荧光的卫星遥感反演方法[J].遥感学报，2018，

22：1-12.

[4]张永光，张乾，吴飞云，张小康，李朝晖，等.植被叶绿素荧光自动观测系统硬件集成方法

共享.南京：南京大学生态遥感实验室，2019.

[5]LiZ,ZhangQ,LiJ,YangX,WuY,ZhangZ,WangS,WangH,ZhangY.Solar-inducedchlorophyll

fluorescenceanditslinktocanopyphotosynthesisinmaizefromcontinuousgroundmeasurements[J].

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[6]WangX,SunY,ChenY,WuC,HuangC,LiC,TangX.Non-linearcorrelationsexistbetweensolar-

inducedchlorophyllfluorescenceandcanopyphotosynthesisinasubtropicalevergreenforestin

SouthwestChina[J].EcologicalIndicators,2023,157:111311.

[7]ZhangL,WangS,HuangC,CenY,ZhaiY,TongQ.Retrievalofsun-Inducedchlorophyllfluorescence

usingstatisticalmethodwithoutsynchronousirradiancedata[J].IEEEGeoscienceandRemote

SensingLetters,2017,14:384-388.

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附件1

团体标准起草阶段意见汇总处理表

标准项目名称：高分遥感产品真实性检验日光诱导叶绿素荧光共10页

起草单位：杭州师范大学承办人：汤旭光

电话：175023896892021年10月6日填写

标准章条

序号意见内容提出单位意见处理备注

编号

中科院空天

前言主要针对标准文本提出了

1建议增加“张立福”信息创新研采纳

编写人员

究院修改意见，已增加

中科院空天已将“太阳诱导叶绿

修改“太阳”为“日

23.1信息创新研采纳素荧光”修改为“日

光”

究院光诱导叶绿素荧光”

4基本要求：已修改

中科院空天

“作物季候”修改为为“植被物候”，更

35e)信息创新研采纳

“作物物候”

究院具有普适性，而不仅

仅限于作物

“地表的异质性和中科院空天

46.1b)信息创新研采纳5.1（b）：已删除

和”删除一个“和”究院

中科院空天

“植被指数”修改为已修改为：植被日光

56.2.1e)信息创新研采纳

“植被荧光”

究院诱导叶绿素荧光

中科院空天

6参考文献建议增加[5][6]信息创新研采纳已补充相关参考文献

究院

日光诱导叶绿素荧光

建议斟酌修改“光合的相关观测规范已经

北京师范大

73.1作用中心”“长波”部分采纳给出定义，本规范参

学

“能直接”等表述考已有概念与论文进

行引用

修正“反射辐亮度光北京师范大

83.6采纳已修正

谱”等表述学

已修改：选取待检产

日变化很大。时品对应时间范围内

SIF北京师范大

96.2.1间建议从“同天”改采纳（卫星过境时间）植

学

成“卫星过境时间”被日光诱导叶绿素荧

光值作为验证数据

北京师范大已补充：检验数据集的

学常规信息，包括名称、

测量基本信息中建议

测量方法、测量仪器、

107包含光照情况，例如采纳

下垫面植被类型、测量

晴空指数

范围、数据格式、光照

情况如（晴空指数）等

10

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标准章条

序号意见内容提出单位意见处理备注

编号

建议参考文献在正文北京师范大按照标准规范撰写格

11参考文献未采纳

中标注。学式要求

11

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附件2

团体标准立项主审专家意见汇总处理表

标准项目名称：高分遥感产品真实性检验日光诱导叶绿素荧光共10页

起草单位：杭州师范大学承办人：汤旭光

电话：175023896892022年7月23日填写

意见

序号标准章条编号意见内容备注

处理

1标准体系属于系列标准，体系合理采纳

2标准名称标准名称合适采纳

3范围合理采纳

4技术内容比较成熟且具备推广使用价值采纳

5规范性编写规范、技术内容较完备。采纳

6

7

8

9

10

说明：总计收到意见：5条，采纳5条。

12

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附件3

团体标准立项主审专家意见汇总处理表

标准项目名称：高分遥感产品真实性检验日光诱导叶绿素荧光共10页

起草单位：杭州师范大学承办人：汤旭光

电话：175023896892022年10月17日填写

意见

序号标准章条编号意见内容备注

处理

1标准名称标题高分遥感修改成高分卫星遥感采纳已修改

2

3

4

5