《《高分卫星遥感产品真实性检验 植被 物候》》

T/CARSAXXXXX—202X

ICS37.040

V00/09

团体标准

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高分卫星遥感产品真实性检验植被物候

Validationofofthehigh-resolutionsatelliteremotesensingproducts-vegetation

phenology

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布中国遥感应用协会发布XXXX-XX-XX实施

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高分卫星遥感产品真实性检验植被物候

1范围

本文件规定了高分卫星遥感植被物候产品真实性检验的检验目标、参考对象、基本要求、评价指标

和检验方法，给出了植被物候产品真实性检验的普适性（一般性）规范和原则。

本文件适用于植被物候产品的普适性真实性检验。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

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

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

物候phenologicalphenomena

自然环境下植物在一年的生长中,随着气候的季节性变化而发生萌芽、抽枝、展叶、开花、结实

及落叶、休眠等规律性变化的现象。

3.2

物候期phenologicalphase

植被的生长、发育、活动等变化对气候、环境的响应时期，包括生长期、成熟期、衰老期和休眠

期。

3.3

植被物候产品vegetationphenologyproducts

通过遥感方式获取并被生产出来以反演植被物候期的产物，是利用遥感特征参量探测植被在形态上

发生显著变化所对应的日期，以及从生长开始到结束所经历的时间的应用结果。主要为生长季开始日期、

生长季结束日期和生长季长度。

3.4

生长季开始日期StartofSeason（SOS）

植被返青日或开始生长的日期，一般通过时序遥感植被指数分析获取，表征群落内多数植物开始展

叶并正常发育的日期。

3.5

生长季结束日期EndofSeason（EOS）

I

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植被枯黄日或停止生长的日期，一般通过时序遥感植被指数分析获取，表征群落内多数植物开始不

能正常生长并且叶开始变色的日期。

3.6

生长季长度LengthofSeason（LOS）

植物生长季的时间段，是EOS和SOS的差值。

4基本要求

植被物候产品真实性检验应符合GB/T36296-2018第7章的规定，同时：

a)参考对象应与待检植被物候产品空间分辨率相近，对应于相同年份相同区域，并已知其数据质量；

b)参考对象应包含至少两种植被类型的植被生长季开始日期SOS和生长季结束日期EOS；

c)参考对象应首选地面观测数据进行植被物候产品的真实性检验。在没有地面测量数据时，选择与

待检物候产品分辨率相近或者更高、观测角度一致、精度更高的产品进行交叉验证。

5检验方法

5.1地面观测检验法

根据地面物候观测数据，获得像元尺度上的相对真值，对植被物候产品进行真实性检验的方法。地

面观测检验法的主要操作流程见图1。

待检植被物候产品

地面物候观测数据

样本选择

物候期测量

空间一致性？否空间尺度转换

准确度评价

不确定度分析

图1地面观测检验法的主要操作流程

地面观测检验法的具体操作步骤如下。

a）样本选择：确定待检像元或对象，根据地面物候观测站点的位置选取待检像元或对象，确保待

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检像元或对象有相应的物候观测数据。当地面站点数据较少时，可直接对所有站点对应对象进行比较验

证；当数据较多时，采用GB/T39468-2020中4.3规定的抽样方法进行验证比较。

b）物候期测量：获取待检产品当年的地面物候观测站记录的物候观测数据，观测方法包括传统人

工观测、物候相机观测、无人机遥感观测等。

c）尺度转换：由于地面观测数据的是源于单株植被或物种的物候特征，而遥感物候描述的是像元

内的植被群体整体的物候特征。因此，地面观测数据需要经过预处理后才可以用于遥感结果的验证，常

用的处理方法包括：

1)典型物候期法：根据区域内生态系统的分布特点，选择具有代表性的植被物种及其展叶期、

变色期等特定的物候期与遥感监测的SOS、EOS等关键物候节点相互对应。该方法简便易行，

但仅适用于均质植被；

2)物候频率统计法：采用目标区域生态群落内所有植被某一物候现象发生日期的特定累积频

率表征该生态群落整体的物候特征，详见附录A.1；

3)物候频率分布型法：将地面数十种代表性植被的各种物候现象发生日期的观测数据组成混

合样本，直接计算混合样本按候出现的频率和累计频率，详见附录A.2。

d）准确度评价：在获取像元尺度的相对真值后，利用GB/T36296-2018中6.1规定的准确度评价

指标定量表达植被物候产品的准确度。

e）不确定性分析：按照GB/T36296-2018中6.2规定的不确定度评价指标定量表达待检植被物候

产品的不确定度。

5.2交叉检验法

利用同一时段合成的已检植被物候产品，对待检植被物候产品进行真实性检验的方法。已检植被物

候产品的观测频率至少五天一次，或者不低于待检植被物候产品的观测频率。交叉检验法的主要操作作

流程见图2。

待检植被物候产已检植被物候产

品品

空间一致性？否空间尺度转换

样本选择准确度评价不确定度分析

图2交叉检验法的主要操作流程

交叉检验法的具体操作步骤如下。

a）空间一致性判断：当待检植被物候产品与已检产品空间分辨率不一致时，对已检植被物候产品

进行空间尺度转换，使已检产品与待检产品在空间尺度上保持一致；

b）样本选择：当待检植被物候产品像元或对象数较少时，可直接对所有像元或对象进行比较验证；

当像元数较多时，为了不进行大量的数据计算，且满足统计上的意义，采用GB/T39468-2020中4.3规

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定的抽样方法进行验证比较。

d）准确度评价：在获取像元尺度的相对真值后，利用GB/T36296-2018中6.1规定的准确度评价

指标定量表达植被物候产品的准确度。

e）不确定性分析：按照GB/T36296-2018中6.2规定的不确定度分析评价指标定量表达待检植被

物候产品的不确定度。

5.3模型模拟检验法

在地面观测数据缺失的情况下，利用已检物候模型模拟数据作为遥感提取结果的相对真值，对植被

物候产品进行真实性检验的方法。模型模拟检验法的主要操作流程见图3。

已检物候模型

待测植被物候产

品

输入气象环境参

数正向模拟

样本选择

准确度评价

不确定度分析

图3模型模拟检验法的主要操作流程

型模拟检验法的具体操作步骤如下。

a）模型选择：选择已检物候模型，根据环境驱动因子可将物候模型分为：

1)气候经验模型:根据植被与气候因子之间的经验关系模拟植被物候现象，通常由温度、水分

和日照等作为气候经验模型的驱动因子；

2)碳吸收模型:以植被同环境通过光合和呼吸作用进行的碳交换为基础构建的物候模型，能够

反映植被物候的变化过程，降低了经验在模型构建中的作用，提高了模型对物候变化的预测水

平。

b）模型模拟：利用气候和环境数据模拟区域内植被的物候特征参数，作为遥感提取结果的相对真

值。

c）样本选择：当待检植被物候产品像元或对象数较少时，可直接对所有像元或对象进行比较验证；

当像元数较多时，为了不进行大量的数据计算，且满足统计上的意义，采用GB/T39468-2020中4.3规

定的抽样方法进行验证比较。

d）准确度评价：在获取像元尺度的相对真值后，按照GB/T36296-2018中6.1规定的准确度评价

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指标定量表达植被物候产品的准确度。

e）不确定性分析：按照GB/T36296-2018中6.2规定的不确定度分析评价指标定量表达待检植被

物候产品的不确定度。

6真实性检验报告

6.1封面信息

真实性检验报告是对真实性检验过程的记录，可为植被物候产品的质量分析与控制提供依据，

也是植被物候产品能够被正确使用的前提。当待检植被物候产品真实性检验完成后，应出具真实性

检验报告。真实性检验报告封面应包括以下基本内容：

a)检验报告编号；

b)检验报告名称；

c)检验负责人；

d)检验核对人；

e)检验签发人；

f)检验单位；

g)送检单位；

h)检验时间。

6.2正文信息

a)待检植被物候产品特征；

b)参考对象特征；

c)检验方法；

d)准确度评价；

e)不确定度分析。

6.3检验报告信息简表

植被物候产品检验报告简表编制见GB/T36296-2018附录D。

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附录A

（资料性附录）

地面物候观测数据尺度转换方法

A.1物候频率统计法

将地面某站点特定物候观测值转换为可以和遥感监测结果对比的群落物候特征，步骤如下：

a)按候（5天）为单元，计算站点所有植物在年内（1月1日到12月31日）开始展叶和叶片全部

变色观测日期的累积频率。如果是高大森林，则仅仅统计木本植物即可；

b)对频率进行归一化，采用滑动平均方法得到连续累积频率分布曲线；

c)以0.5为阈值，计算展叶和变色曲线数值为0.5时对应的日期，即为群落平均SOS和EOS。

图A.1物候频率统计法示意图

A.2物候频率分布型法

将地面某站点所有物候观测值转换为可以和遥感监测结果对比的群落物候特征：

将站点所有树种立春至大寒72候的物候数据组成混合样本,以候为单位计算各物候期的出现频数

及频率,绘制全年累积频率曲线,根据曲线的波动阶段性及累积频率值,确定各季节的起讫日期。其中

春季起始时间和秋季结束时间对应遥感监测的SOS和EOS。

图A.2物候频率统计法示意图

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附录B

（资料性附录）

地面物候观测记录表

表B.1地面物候观测记录表

物种中文名：物种拉丁名：

观测地点：省（市）县经纬度：

所属植被类型：海拔高度：

生长情况（叶、

测量日期天气物候期照片编号测量人员

花、果等）

*物候期至少细分到萌芽、展叶、开花初期、盛花期、果实成熟期、变色期、落叶期。

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参考文献

[1]LiangLiang,MarkD.Schwartz,SonglinFei,Vali