《《高分卫星遥感产品真实性检验 土壤 热通量规范》 编制说明》

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《高分卫星遥感产品真实性检验土壤

热通量规范》

编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

2022年遥感应用协会标准化分会批准了《高分卫星遥感产品真实性检验土壤热通

量》团体标准制定项目（中遥发[2022]45号），正式委托中国科学院西北生态环境资源

研究院牵头完成本规范的制定任务。

（二）起草单位及主要起草人

本标准起草单位：中国科学院西北生态环境资源研究院、北京师范大学、中国农业

科学院农业资源与农业区划研究所、中国林业科学研究院资源信息研究所、西南大学、

中国科学院空天信息创新研究院。

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徐菲楠中国科学院西北生负责标准制定工作相关资料的查

态环境资源研究院阅、收集；标准文本及编制说明的起

草、撰写；通过电子邮件等方式，征

集、整理和归纳相关的意见和建议，

并进行修改。

2马春锋中国科学院西北生相关资料的查阅、收集；参与标准文

态环境资源研究院本起草、撰写，根据意见和建议进行

修改。

3王维真中国科学院西北生参与标准制定工作的组织、协调；参

态环境资源研究院与标准文本及编制说明的起草、撰

写。

4张阳中国科学院西北生相关资料的查阅、收集；参与标准文

1

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态环境资源研究院本起草、撰写

5晋锐中国科学院西北生负责标准制定工作的组织、协调；组

态环境资源研究院织召开研讨会；参与标准文本起草、

撰写；通过电子邮件等方式，征集专

家意见。

6徐自为北京师范大学标准文本修改

7冷佩中国农业科学院农标准文本修改

业资源与农业区划

研究所

8高志海中国林业科学研究标准文本修改

院资源信息研究所

9田昕中国林业科学研究标准文本修改

院资源信息研究所

10马明国西南大学标准文本修改

11闻建光中国科学院空天信标准文本修改

息创新研究院

（三）主要工作过程

起草阶段：

1.2020年3月，在高分辨率对地观测系统重大专项（民用部分）支持下，2020年

4月启动《高分卫星遥感产品真实性检验土壤热通量》研究工作，成立了编制

小组，明确相关研究内容范围、时间计划及任务分工。

2.2020年4月~2020年5月，资料的查阅与收集。主要包括：收集卫星遥感产品

真实性检验等相关国际国内标准规范、书籍和文献等资料。

3.2020年6月~2020年12月，标准规范初稿编写。主要包括整理、汇总相关资

料；标准草案编制调研，确定标准的适用范围；梳理高分卫星土壤热通量遥感

产品真实性检验的基本要求、流程、检验方法和检验报告；逐条编制《高分卫

星遥感产品真实性检验土壤热通量》规范的相关内容。

2

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4.2021年1月~2022年1月，标准规范初稿的修改与完善。编制组参加与组织召

开多次标准规范研讨和培训会；根据专家培训内容，对标准规范草案中适用范

围、术语、引用等部分进行修订，完善高分卫星土壤热通量遥感产品真实性检

验的基本要求、流程、检验方法和检验报告；根据清晰可执行的原则，逐条修

梳理与修改《高分卫星遥感产品真实性检验土壤热通量》的相关内容。

5.2022年2月~4月，征求相关专家对标准规范初稿的意见和建议。通过召开多

次专家咨询会、电子邮件送审等方式，征求相关专家意见和建议。评审收到来

自北京师范大学、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所等单位多位专家

评审意见。整理和归纳相关的意见和建议（见附件1标准起草阶段意见汇总处

理表），完成标准规范初稿修改。

6.2022年5月~7月，经过编制组内部多次讨论修改，形成《高分卫星遥感产品

真实性检验土壤热通量》工作组讨论稿，并向中国遥感应用协会标准化分会

（以下简称标准化分会）提出立项申请。标准化分会召开了标准预审会，经过

认真审查和质询，形成了可立项的意见。

7.2022年8月，起草组根据标准预审会专家意见，多次反复修改完善《高分卫星

遥感产品真实性检验土壤热通量》工作组讨论稿，再次向标准化分会提出正式

立项申请。

8.2022年9月，标准化分会召开了中国遥感应用协会标准化分会正式立项审查

会，经标准化分会全体委员审议，给出了修改完善后可立项的意见。

9.2022年10月，起草组进一步根据标准立项审查会专家意见（附件2立项主审

专家意见汇总处理表），修改完善《高分卫星遥感产品真实性检验土壤热通量》

工作组讨论稿，提交至标准化分会秘书处，并再次发给标准化分会全体委员确

认。

10.2022年11月，中国遥感应用协会发布团体标准的立项公告，《高分卫星遥感产

品真实性检验土壤热通量》标准正式立项。

11.2022年12月，起草组进一步开展资料调研和内部交流，反复征求专家意见，

对标准草案进行了相应修改，完善了相关内容；并撰写了《高分卫星遥感产品

真实性检验土壤热通量》的编制说明，形成标准征求意见稿，向标准化分会提

交征求意见稿和编制说明。

3

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12.2023年1月~6月，标准化分会秘书处对《高分卫星遥感产品真实性检验土壤

热通量》标准征求意见稿进行了形式审查。

13.2023年9月28日，收到标准化分会秘书处形式审查意见（见附件3标准征求

意见稿形式审查意见汇总处理表）。

14.2023年10月，起草组针对标准化分会秘书处的形式审查意见，对高分卫星遥

感产品真实性检验土壤热通量》标准征求意见稿进行了相应修改，并完善了相

关内容，向标准化分会提交最新版本的征求意见稿、修改的意见汇总处理表和

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

本标准是在《GB/T36296—2018遥感产品真实性检验导则》和《GB/T39468—2020

陆地定量遥感产品真实性检验通用方法》基础上制定的。制定时，在已发布标准基础上，

结合高分卫星土壤热通量产品和实际应用及技术验证的情况，遵守以下原则：

1.以服务高分卫星土壤热通量遥感产品真实性检验的科学实践为目标，以规范性

和可操作性为第一宗旨，规定了土壤热通量遥感产品的检验方法。

2.“定义清晰、流程标准、要求明确、操作简便”。通过对现有土壤热通量遥感产

品的调研和真实性检验方法的调研归纳，从中凝练真实性检验的概念和问题，

标准化和规范化真实性检验方法和流程，明确各操作步骤的指标和规程，确保

土壤热通量遥感产品真实性检验工作的一致性，使用户在应用产品时可以准确

地了解产品的准确度及检验过程不确定度。

（二）标准主要技术内容的依据

本标准针对高分卫星土壤热通量遥感产品，依据可验证的数据源特点与验证方法，

规范了土壤热通量遥感产品真实性检验的流程和评价指标，为土壤热通量遥感产品的

精度评估提供统一标准。

规范性引用文件包括《GB/T36296—2018遥感产品真实性检验导则》、《GB/T

39468—2020陆地定量遥感产品真实性检验通用方法》等，同时参考遥感真实性检验中

的部分最新研究成果。

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

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中的资料进行定义。内容主要涉及土壤热通量的定义和遥感产品真实性检验。其中，真

实性检验、真值、准确度以及不确定度等术语直接引用《GB/T36296—2018遥感产品

真实性检验导则》，2个术语直接给出，包括土壤热通量和地表土壤热通量。

2.基本要求

本标准的制定参考了《GB/T36296—2018遥感产品真实性检验导则》、《GB/T

39468—2020陆地定量遥感产品真实性检验通用方法》以及遥感产品真实性检验的相

关论文，同时考虑到参考对象必须与待检产品时空尺度需一致。地表土壤热通量具有时

间变化特征，因此要求时间上相同或相近（相差不超过30分钟）；地表具有异质性，二

者还需空间尺度一致。另外，不同地表覆盖类型具有不同的土壤热通量值，因此，参考

对象还应涵盖验证区中主要地表类型，以保证对产品进行较为全面的验证。

地面观测值作为‘像元相对真值’，可以获取待检产品的绝对精度；以已检遥感产

品作为参考对象，只能获得产品的相对精度。因此，宜首选地面测量值作为参考对象，

其次是已检的遥感产品。

3.检验方法

高分卫星土壤热通量遥感产品真实性检验方法的制定主要依据《GB/T36296—

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

通用方法》，以及遥感产品真实性检验最新研究成果，包括土壤热通量观测相关规范、

陆表关键参数遥感产品真实性检验方法研究进展，尺度转换方法，不确定性分析等。

依据《GB/T36296—2018遥感产品真实性检验导则》，归纳总结国内外主要的土壤

热通量遥感产品检验方法，检验方法包括直接检验和间接检验方法两类。依据参考对象

和待检土壤热通量遥感产品的特点，具体分为基于地面观测的直接检验方法和基于同

类已知精度遥感产品的交叉检验方法。根据可获取参考对象的情况选择相应的检验方

法：a)应优先选择土壤热通量地面同步测量数据作为参考对象，采用直接检验法；b)

当没有土壤热通量地面同步测量数据时，但有已检且空间分辨率不低于待检卫星遥感

产品的其他土壤热通量卫星遥感产品时，可采用间接检验法中的交叉检验法。

（1）土壤热通量地面同步测量

选择具有代表性验证区，根据验证区土壤热通量空间异质性分析结果，选择适用的

空间抽样方法确定样本位置。验证区内每个像元的样本量不低于3个，且每种主要地表

类型至少有1个样本；选择的样本应根据地表类型所占面积比例赋予一定的权重，以保

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证每个样本具有一定的空间代表性。

在已选的样本位置，开展土壤热通量的地面同步测量，优先采用自动监测仪器测量

土壤热通量。固定位置连续测量可采用与待检土壤热通量卫星遥感产品获取时间最近

（不超过30分钟）的观测值作为样本测量值。

（2）时间匹配

若待检产品为瞬时土壤热通量，取该时刻前后半小时地面观测的地表土壤热通量

值作为参考对象。当无地面观测值，选择已检土壤热通量卫星遥感产品作为参考对象

时，检查待检高分卫星土壤热通量遥感产品与参考对象时间分辨率是否一致。若待检产

品与参考对象的时间分辨率不一致，按照《GB/T39468—2020中陆地定量遥感产品真实

性检验通用方法》中空间尺度转换方法进行转换，获取与待检产品时间分辨率相一致的

卫星遥感产品作为参考对象。

（3）空间匹配及一致性判断

判断地面观测土壤热通量与待检土壤热通量遥感产品空间尺度是否一致。若二者

空间尺度不匹配，根据待检高分卫星土壤热通量遥感产品的空间分辨率、验证区地表土

壤热通量空间异质性以及样本的空间代表性，按照《GB/T39468—2020中陆地定量遥感

产品真实性检验通用方法》中4.4.1选择对应情形和方法进行样本测量值尺度转换，获取

与待检土壤热通量遥感产品空间分辨率相一致的地表土壤热通量相对真值。

同样，当选择已检土壤热通量卫星遥感产品作为参考对象时，在空间配置的基础

上，检查待检高分卫星土壤热通量遥感产品与参考对象是否空间一致。若二者空间分辨

率不一致，按照《GB/T39468—2020中陆地定量遥感产品真实性检验通用方法》中空间

尺度转换方法进行转换，将待检高分卫星土壤热通量遥感产品与参考对象的空间分辨

率保持一致，获取空间分辨率相一致的参考对象作为真值。

4.准确度评价和不确定度分析

准确度表达待检产品与参考对象之间的一致程度，应采用统计特征值来进行定量

分析。按《GB/T36296—2018遥感产品真实性检验导则》中6.1规定的准确度评价指标

定量表达待检高分卫星土壤热通量遥感产品的准确度。可选用平均误差、相对误差、均

方根误差、相关系数等评价指标。

分析待检产品检验过程中的不确定度，宜采用统计特征进行定量评价。按《GB/T

36296—2018遥感产品真实性检验导则》中6.2规定的不确定度评价指标以及《GB/T

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39468—2020中陆地定量遥感产品真实性检验通用方法》中6.2规定的不确定性评价方法

对检验过程不确定度进行分析。常用的不确定度分析评价指标包括：标准差、方差、协

方差、标准不确定度和合成标准不确定度。

5.真实性检验报告

真实性检验报告是对真实性检验过程的记录，可为高分卫星土壤热通量遥感产品

的总体精度和检验过程中的不确定性提供依据。真实性检验报告包括：a)封面（检验

报告编号，名称，检验负责人，核对人，签发人，检验单位，送检单位，检验时间）；

b)正文信息，包括待检高分卫星土壤热通量遥感产品概述，参考对象描述，检验方法

与流程，真实性检验结论以及附加信息；c)检验报告信息简表。

（三）主要试验技术论证，预期的经济效果；

本标准在编制过程中，充分考虑科学实践中的技术可行性。根据参考对象数据的可

获取性，给出了多种检验方法。根据地表类型的异质性、地表土壤热通量观测的空间代

表性，选择空间尺度匹配的参考对象和适宜的方法进行真实性检验。标准中各步骤紧密

围绕真实性检验中的核心问题，检验方案考虑全面，针对不同情况均有相应对策，可操

作性强。土壤热通量遥感产品真实性检验流程条理清晰，可在现有基础上不断改进和补

充，具有可拓展性。

本标准针对高分卫星土壤热通量遥感产品真实性检验的基本要求、检验流程和方

法进行了规范。本标准可用于高分卫星数据生产的土壤热通量遥感产品的真实性检验。

标准编制中考虑各项关键难题，使其适用性增强：1）地面采样策略，保证获取与待检

土壤热通量遥感产品空间分辨率相一致的相对真值。2）针对参考对象数据可获取性，

提出直接检验和交叉检验的间接检验方法。

预期效果：

本标准的制定可指导高分卫星数据生产的土壤土壤热通量遥感产品的真实性检验；

规范土壤热通量遥感产品真实性检验的标准化和规范化，进而使得不同产品的精度结

果也具有可比性；推动不同领域用户对高分产品的使用，提供产品真实性检验报告。此

外，客观全面的评估土壤热通量遥感产品的准确度和不确定度，可以反向促进产品自身

精度的提高，从而形成“生产-检验-优化”的迭代，提高产品的生产精度。高精度的土

壤热通量遥感产品有助于其在地表能量平衡和气候变化中的应用。

（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

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况，或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况；

土壤热通量是地表能量平衡收支中的重要组分。土壤表面热量的吸收和损失都与

气候变化息息相关，它是土壤表层与深层之间热交换状况的反映。卫星遥感技术以其快

速、宏观、多尺度、多时相、多波段、周期性、成本低等优势，成为了获取区域地表土

壤热通量的有效手段。当前常用的土壤热通量遥感估算方法大多基于经验统计方法，算

法相对较简单，缺乏足够的理论基础，使算法的适用性受限，土壤热通量遥感产品不可

避免存在较多不确定性（如模型适用性、数据质量、产品质量等）。产品在应用前，需

要对产品的精度进行全面、客观地评价，以保证土壤热通量遥感产品的应用质量。

土壤热通量遥感产品真实性检验方面的研究也一直受到广泛关注和重视。国内外

学者就真实性检验的不同方面包括地面观测方法、观测仪器、验证方案、数据质量评价

方法等进行研究探讨。但是，目前尚未形成一个体系完善的检验流程及规范。本规范将

在现有的研究基础上进行归纳总结，从验证数据、检验方法和评价指标等角度，形成完

善的土壤热通量遥感产品真实性检验流程及相应标准规范，，制定科学、规范的真实性

检验标准。

（五）与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系；

本标准规范的编制参考了部分现有的国家标准的规定。与现行国家法律、法规和国

家标准协调一致。

1.按照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》的规定，起草标准规范。约束本标准的编写结构。

2.国家标准《GB/T36296—2018遥感产品真实性检验导则》和《GB/T39468—

2020陆地定量遥感产品真实性检验通用方法》约束了本标准中涉及的遥感和

真实性检验术语。

3.继承了国家标准《GB/T36296—2018遥感产品真实性检验导则》、《GB/T

39468—2020陆地定量遥感产品真实性检验通用方法》相关条款。

（六）重大分歧意见的处理经过和依据；

无。

（七）标准作为强制性国家标准或推荐性国家标准的建议；

无。

（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）；

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目前，我国还没有关于土壤热通量遥感产品真实性检验方面的国家标准，本标准的

建立可以有效规范土壤热通量遥感产品真实性检验过程，从而得到可靠的检验报告，指

导并提高产品生产质量，推动产品的应用需求。

（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土壤热通量规范》编制小组

2023年10月

附件1

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土壤热通量共10页

起草单位：中国科学院西北生态环境资源研究院承办人：徐菲楠

电话：180955861002022年4月25日填写

序标准章意见

意见内容提出单位备注

号条编号处理

根据待检高分卫星土壤热

通量遥感产品的空间分辨

率、验证区地表土壤热通

量空间异质性以及样本的

空间代表性，按照GB/T

像元尺度相对真值确定北京师范

15.2采纳39468—2020中4.4.1选

比较困难大学

择对应情形和方法进行样

本测量值尺度转换，获取

与待检土壤热通量遥感产

品空间分辨率相一致的地

表土壤热通量相对真值。

建议图1将“待检高分土

壤热通量产品”框作为开

北京师范

25.2头直接指向“空间尺度匹采纳

大学

配”，右侧的框指向修改

后第1,2个框中间。

建议先时间一致性检查，北京师范

35.3采纳

后空间一致性检查大学

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序标准章意见

意见内容提出单位备注

号条编号处理

时间一致性检查：时间一参考对象与待检高分卫星

致（不超过？小时）或相北京师范土壤热通量遥感产品时间

45.3采纳

同时刻（不超过待见遥感大学分辨率一致（不超过0.5

产品过境前后？天）h）

中国农业

“土壤表层与深层间”修科学院农

5引言改为“表层土壤与深层土业资源与采纳

壤之间”农业区划

研究所

“由于当前常用的经验

算法较简单，缺乏足够的中国农业

理论依据，使其适用性受科学院农

6引言限，急需针对土壤热通量业资源与采纳

遥感产品开展是真实性农业区划

检验”，此句逻辑关系不研究所

清晰

中国农业

科学院农

术语和3.2是否要结合3.1的定

7业资源与采纳术语3.2的定义已修改

定义义来描述？

农业区划

研究所

中国农业

科学院农

“2×2个像元”有何依

85.2.2业资源与采纳修改为“3×3个像元”

据？一般奇数

农业区划

研究所

中国农业

“选择的样本应根据与

科学院农修改为“选择的样本应根

观测的距离赋予一定的

95.2.3业资源与采纳据地表类型所占面积比例

权重”，权重根据距离还

农业区划赋予一定的权重”

是地表类型面积？

研究所

中国农业

修改为“若待检产品与参

时间不一致，采用什么方科学院农

考对象的时间分辨率不一

105.3法进行转换？有无公认业资源与采纳

致，可通过时间尺度平均

的方法？农业区划

法进行升尺度”

研究所

说明：总计收到意见：10条，采纳10条。

10

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附件2

立项主审专家意见汇总处理表

标准名称：高分卫星遥感产品真实性检验土壤热通量

标准负责起草单位：中国科学院西北生态环境资源研究院承办人：徐菲楠

电话：180955861002022年9月19日填写

标准章条编号/意见

序号意见内容备注

审查事项处理

符合高分遥感产品真实性检验导则

1标准体系采纳

标准体系。

建议“高分遥感产品”改为“高分卫星经编制组讨论，本标准

遥感产品”，本标准内容实际指卫星遥名称修订为“高分卫星

2标准名称采纳

感，高分遥感本身还包括航空高分遥遥感产品真实性检验

感。土壤热通量”

3范围合理采纳

4技术内容内容先进，具有推广使用价值采纳

5规范性编写比较规范，内容完备采纳

经编制组讨论，本系列

高分遥感产品系列标准应明确有否标准名称统一为“高分

62022.9.1会议采纳

必要加高分两字卫星遥感产品

XXXX”

高分卫星土壤热通量

遥感产品对农业生产、

工程建设具有重要的

建议进一步补充单项标准的特性和

72022.9.1会议采纳意义。高分卫星的独特

细节

性，为高时空分辨率地

表土壤热通量的获取

提供了重要契机。

针对高分卫星的特殊

性，本标准规定了土壤

热通量遥感产品的检

起草组能够注意，1）高分的特殊性、

82022.9.1会议采纳验方法及操作流程。

2）卫星遥感产品还是遥感产品。

“高分卫星遥感产品”

表述方式在全文作了

统一。

11

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由于已有无人机作为

直接或者间接验证手

段的团体标准，本标准

真实性验证方法中，是否要考虑无人

侧重地面观测手段。另

92022.9.1会议机与地面手段同样作为一种直接或未采纳

外，利用无人机直接测

者间接的验证手段予以考虑

量土壤热通量，实施难

度相对较大，本标准暂

不考虑。

“引言”突出高分土壤

热通量遥感产品的特

真实性检验类应突出产品与高分的性，根据产品的特性，

102022.9.1会议采纳

特性。规定了参考对象的基

本要求，制定了真实性

检验流程。

说明：总计收到意见：10条，采纳10条。

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附件3

标准征求意见稿形式审查意见汇总处理表

标准名称：高分卫星遥感产品真实性检验土壤热通量

标准负责起草单位：中国科学院西北生态环境资源研究院承办人：徐菲楠

电话：180955861002023年10月13日填写

标准章条编号/意见

序号意见内容备注

审查事项处理

1范围“本标准”修改为“本文件”采纳

该标准向中国林学会

提出立项申请，并于

2023年3月立项中国林

“XXXXX—XXXX高分卫星遥学会团体标准。规范性

规范性引用文

2感产品真实性检验地面观测土壤热采纳引用文件修改为

件

通量”这是哪个标准“T/CSFXXX—202X

高分卫星遥感产品真

实性检验地面观测土

壤热通量”

修改为“按照

“依据GB/T362