《《高分遥感产品真实性检验 大气水汽 含量》 编制说明》

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《高分遥感产品真实性检验大气水汽

含量》

编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

国家高分辨率对地观测系统重大专项启动于2006年，我国政府将高分辨率对地观

测系统重大专项（简称高分专项）列入《国家中长期科学与技术发展规划纲要（2006-

2020年）》，2010年5月高分专项全面启动实施。正式委托中国科学院遥感与数字地球

研究所（中国科学院机构调整，标准制定过程中，于2020年3月，单位名称变更为中

国科学院空天信息创新研究院）牵头完成本标准的制定任务。2022年中国遥感应用协

会批准了关于《遥感产品算法测评第1部分测评方法流程导则》等17项团体标准，

本标准由中国遥感应用协会中国遥感应用协会标准化分会（SAC/TC327）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、南通大学、国家卫星气象中心。

起草人员负责标准制定工作的组织、协调，相关资料的查阅、收集，标准文本及编

制说明的起草、撰写，组织召开研讨会，通过电子邮件、传真、电话等方式，征集、整

理和归纳相关的意见和建议以及行业内征求意见和标准送审等。具体贡献如下：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陶金花中国科学院空天信参与标准制定工作的组织、协调；

息创新研究院参与标准文本及编制说明的起

草、撰写；通过电子邮件、电话等

方式，征集专家意见；根据意见和

建议进行修改。

2王红梅南通大学总体负责标准相关资料查阅和收

集；负责标准起草、修改和编制说明

撰写。

1

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3王雅鹏国家气象卫星中心负责标准的技术指导

4张欣欣南通大学负责标准相关资料查阅和收集及标

准起草

5张莹中国科学院空天信标准文本修改

息创新研究院

6范萌中国科学院空天信标准文本修改

息创新研究院

7余超中国科学院空天信标准文本修改

息创新研究院

8陈良富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

1、起草阶段：

（1）2020年6月，高分辨率对地观测系统重大专项的支持下，启动高分遥感大气水汽

含量产品规范研究工作，成立了编制小组，明确相关研究内容及任务分工，编制小组成

员包括陶金花、王红梅、王雅鹏、张欣欣、张莹、范萌、余超、陈良富。

（2）2020年7月-8月，资料收集，主要包括：收集与高分遥感大气水汽含量产品及

其生产相关的国内外标准与规范、相关的书籍与文献等资料。

（3）2020年9月-2020年12月，初稿编写，主要包括整理、汇总相关资料；征求相

关专家意见和建议，研究确定标准涵盖范围，梳理确定大气水汽含量产品生产通用方法

与标准，逐条编制大气水汽含量产品规范相关内容。

（4）2021年1月-2021年5月，组内交流，征求意见；草案编制调，形成《大气水汽

含量产品》工作组讨论稿及建议书。

（5）2021年11月-12月，组织专家召开高分遥感产品验收评审会，听取专家的建议，

征求相关专家建议，并向中国遥感应用协会提出立项申请。

（6）2021年8月，发送到中国科学院空天信息创新研究院、国家气象卫星中心、福建

师范大学等多家科研院所、高校，收到评审意见11份，针对上述单位反馈的意见，进

行了完善和修（见附件1）；

2

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（7）2021年11月18日，参加高分系列标准，评审，收到了专家意见9条，针对各位

专拣反馈的意见和建议进行了完善和修改，形成标准送审讨论稿及其编制说明，并提交

中国遥感应用协会对标准送审讨论稿进行审查（见附件2）；

（8）2022年9月15日收到中国遥感应用协会秘书处审查修改意见8条（见附件3）；

（9）2022年9月25日针对上述意见进行完善修改，形成征求意见稿、编制说明提交

了中国遥感应用协会中国遥感应用协会标准化分会。

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

标准编制遵循“先进性、通用性、科学性、实用性、统一性”的原则，标准在编制

过程中综合高分大气水汽含量产品生产的最新研究成果,归纳具有共性的产品生产方法

和操作流程并进行统一规定，形成完善、通用的遥感产品生产、评定和发布标准体系，

作为共同遵守的准则和依据，使其在保证先进性的同时具有一定的可操作性和普适性，

作为与高分卫星大气水汽含量产品生产相关各行业的共同标准。

（二）标准主要技术内容的依据

本标准规定了高分卫产大气遥感水汽含量产品真实性检验的基本要求、评价指标和

检验方法，适用于高分光学卫星大气遥感水汽含量产品的生产、质量评价和数据交换过

程。规范性引用文件包括《GB/T13989国家基本比例尺地形图分幅和编号》、《GB/T

14950-2009摄影测量与遥感术语》。

(1)术语和概念

本标准制定过程中的术语和概念主要参照《GB/T14950-2009摄影测量与遥感术语》

及国内外相关领域前沿论文中的资料进行定义。内容主要涉及大气水汽含量定义和大

气水汽含量反演相关领域。

(2)规范内容

高分卫星遥感大气水汽含量产品规范的内容包括基本要求、评价指标和检验方法。

(3)产品检验的基本要求与方法

本标准针对高分遥感大气水汽含量产品，规定了产品检验的基本要求与检验方法，

包括检验对象和参考对象的要求，检验方法主要包括直接检验方法和间接检验方法，进

一步列出了详细的检验步骤和流程。

（三）主要试验技术论证，预期的经济效果；

3

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(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。在充分调研现有卫星遥

感产品生产和使用情况的基础上，进一步规范了产品的生产和质量评价方法。

本标准继承了产品生产过程中输入数据产品的质量控制及评价信息，同时加入对新

生成的高分遥感大气水汽含量产品本身的质量评价情况，力求检验方式简单，评价指标

有效，用户体验感强。标准中各步骤围绕验证中的核心问题，针对高分遥感大气水汽产

品目前的状况，制定了不同的检验方法，实施时可选择一种或多种方法进行检验。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。

基于上述思路，本标准提出对大气水汽产品进行真实性检验的基本原则，形成通用

的真实性检验方法和体系。本标准可用于指导全球或局部区域大气水汽产品验证。标准

编制中考虑各项关键难题，使适用性增强。1）时间匹配，保证获取与高分遥感大气水

汽产品相匹配的真值或相对真值在时间上的统一性。2）空间匹配，进行数据筛选，保

证待验证水汽含量产品需与真值产品保持空间一致性，若存在空间上的差异，需要进行

重采样或者其它空间插值方法。3）明确规定了参考对象与待检产品的物理意义和时空

一致性的判定，确保验证的有效性和准确性。

(2)预期效果

本标准提出了高分遥感大气水汽含量产品进行真实性检验的基本原则，形成了适用

于大气水汽含量产品的真实性检验方法和体系，可用于指导全球或局部区域高分遥感

大气水汽含量产品的检验。

本标准的实施有利于规范高分遥感大气水汽含量产品真实性检验的标准化和规范

化，进而使不同时间范围和空间区域的同一产品真实性检验结果具有可比性，不同产品

的精度结果也具有可比性，从而全面客观的评估高分遥感大气水汽含量产品精度。

此外，客观全面的评估高分遥感大气水汽含量产品的精度和不确定性，可以反向促

进产品自身的改进，从而形成“生产-检验-优化”的迭代，提高产品的精度。高精度

的高分遥感大气水汽含量产品及明确的产品特性有助于高分遥感大气水汽含量产品在

全球能量平衡和气候变化的中的应用。

（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

况，或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况；

大气水汽是大气成分的一个重要组成部分，与地表蒸发、云层形成、降水和环流输

4

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送密切相关，在水文过程、大气环流和天气系统中起着重要作用。遥感为全球尺度的大

气水汽探测提供了重要的手段。大气水汽含量产品是通过遥感模型和反演方法对遥感

数据进行一系列处理计算得到的，存在较多不确定性（如模型适用性、数据质量、反演

质量等）。大气水汽产品在应用前需要对产品的精度进行全面而客观地评估，以保证遥

感大气水汽含量产品的应用质量。

遥感大气水汽产品的真实性检验也一直受到广泛关注，国内外学者就真实性检验的

不同方面包括地基测量方法、仪器、验证方案、数据质量评价方法等进行研究探讨，但

并未形成一个体系完善的检验流程及规范。相关文献研究集中在MODIS传感器近红

外和热红外的水汽含量产品的反演和验证，验证方法包括与地基GPS水汽产品直接比

较或与同尺度的产品的间接验证。各研究的采用评价指标、选择研究区及验证数据标准

不一，难以达成统一、有力的产品精度结论。

对高分遥感大气水汽产品进行全面可靠的精度检验，需要采用标准化、规范化、具

有可行性的技术流程。在验证数据上选择多地区、长时间系列数据集，并对验证数据本

身质量进行评估。本规范将在现有的研究基础上进行归纳总结，形成完善的大气水汽真

实性检验流程及相应参考规范，为高分遥感大气水汽产品的真实检验提供有效方案及

标准。

（五）与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系；

本标准参考基于部分已有标准规定完成。

1、国标《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》（GB/T1.1—2020），约束本

标准的编写结构。

2、《GB/T14950-2009摄影测量与遥感术语》和《GB/T36296-2018遥感产品真实性

检验导则》约束了本标准中涉及的遥感的术语。

3、继承了国标《GB/T13989国家基本比例尺地形图分幅和编号》相关条款。

（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；

该标准是支撑高分遥感大气产品生产工作的基础性国家标准，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）；

5

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目前，我国还没有关于高分遥感大气水汽含量真实性验证方面的国家标准，本标准

的建立可以有效直接用于指导遥感大气水汽含量产品的验证工作。

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

《高分遥感大气水汽含量产品真实性检验规范》编制小组

2021年12月

参考文献：

[1]AtmosphereResearch;DataonAtmosphereResearchReportedbyResearchersatNationalCenterforScientificResearch

(CNRS)(EnhancedMODISAtmosphericTotalWaterVapourContentTrendsinResponsetoArcticAmplification)[J].Science

Letter,2018:

[2]DunyaAlraddawi,AlainSarkissian,PhilippeKeckhut,OlivierBock,StefanNoël,SlimaneBekki,AbdenourIrbah,

MustaphaMeftah,ChantalClaud.ComparisonoftotalwatervapourcontentintheArcticderivedfromGNSS,AIRS,MODIS

andSCIAMACHY[J].AtmosphericMeasurementTechniques,2018,11(5):

[3]KumarAkhilesh,KumarSanjay,PratapVineet,SinghAK.PerformanceofwatervapourretrievalfromMODISand

ECMWFandtheirvalidationwithgroundbasedGPSmeasurementsoverVaranasi[J].JournalofEarthSystem

Science,2021,130(1):

[4]K.Vijayakumar,P.C.S.Devara,DavidM.Giles,BrentN.Holben,S.VijayaBhaskaraRao,C.K.Jayasankar.Validation

ofsatelliteandmodelaerosolopticaldepthandprecipitablewatervapourobservationswithAERONETdataoverPune,

India[J].InternationalJournalofRemoteSensing,2018,39(21):

[5]S.Steinke,S.Eikenberg,U.Löhnert,G.Dick,D.Klocke,P.DiGirolamo,S.Crewell.Assessmentofsmall-scaleintegrated

watervapourvariabilityduringHOPE[J].AtmosphericChemistryandPhysics,2015,15(5):

[6]Liu,Tang,Zhang,Hu.EvaluationofMODISwatervapourproductsoverChinausingradiosondedata[J].International

JournalofRemoteSensing,2015,36(2):

6

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附件1

国家标准起草阶段意见汇总处理表

标准项目名称：高分卫星遥感产品真实性检验第2-3-7部分：大气水汽含量共4页

起草单位：中国科学院空天信息创新研究院、南通大学、国家卫星气象中心

承办人：王红梅

电话：152100535032020年8月28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

引言缺少“引言”部分介绍采纳已添加“引言”

1

目录缺少“目录”页中国林业采纳已添加“目录”

2科学院

3.1针对水汽含量的定义，建中国科学未采已经给出了明确的“水汽

议去掉“又可称为大气可院地理与纳含量”的定义

3

降水量”及“是降水生成资源研究

的必要条件之一”的描述所

3.2建议删除“红外遥感”的中国科学采纳已删除

定义院地理与

4

资源研究

所

3.7大气水汽产品跟地表产中国科学采纳已删除

品不一样，“空间异质性”院地理与

5

的概念，放在这里不合资源研究

适，建议删除；所

5参考对象中，不要出现具中国科学采纳已删除

体仪器的名称，删除院地理与

6

“CE318”和“MODIS”资源研究

所

7.2.1交叉检验方法中，去掉中国科学采纳已删除

“光谱一致性判断”院地理与

7

资源研究

所

7.2.2建议去掉正向模型仿真中国科学采纳已删除

检验方法，使用直接检验院地理与

8

方法，交叉检验方法以及资源研究

多级检验方法所

全文针对高分辨率载荷，没有中国林业采纳根据意见进行了修改

9太突出大气水汽产品特科学院

色，突出高分特性，应针

7

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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

对大气水汽含量，进行怎

样的空间抽样，准确度评

价等

8真实性检验报告，增加描中国林业采纳已经将“高分遥感产品真

述性的文字，表格中，对科学院实性检验”修改为“高分

10

于参考对象的描述不够卫星遥感产品真实性检

详细验”

标准体体系基本合理中国科学采纳

系院空天信

11

息创新研

究院

8

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附件2

国家标准征求意见阶段意见汇总处理表

标准项目名称：高分卫星遥感产品真实性检验第2-3-7部分：大气水汽含量共3页

起草单位：中国科学院空天信息创新研究院、南通大学、国家卫星气象中心

承办人：王红梅

电话：152100535032021年11月18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

标准名名称建议改为“大气水汽福建师未采参考文献，发现“大气水

称总量”或者“大气可降水范大学纳汽含量”是一个常用的表

量”大气水汽含量容易与达，在“3.术语与定

1

单位体积水汽量混淆。义”给出了定义，可与

“单位体积水汽量”区

分。

引言建议对高分遥感产品的福建师采纳高分产品的界定在总标准

2范围进行界定，突出高分范大学给出

产品检验特点。

技术内针对高分大气水汽总量中国林业采纳高分卫星遥感大气水汽含

容科学院量产品具有更高的时间分

产品检验特点不够突出。辨率、空间分辨率和光谱

3分辨率，产品生成的细节

与其它中分辨率载荷存在

差异，但在真实性检验时

方法类似。

3.9太阳光度计的定义不合中国林业采纳已在“3.术语与定义”

4科学院3.9中重新进行修正

理.

6.1标准应给出明确的时间、中国科学部分时间选择卫星过境时间前

院地理与采纳后半小时，空间选择

空间等匹配要求，以及样资源研究100km内的卫星数据

5

本时间、空间覆盖性、样所

本数量等要求。

6.3变化趋势分析不应作为中国科学采纳已经删除该部分的检验方

院地理与法

单独的检验方法，应作为资源研究

6

其他检验方法的一个指所

标。

6评价指标中列出多个指中国科学采纳该部分的指标已经在国标

7院地理与中进行定义。

标，标准中并没有使用，资源研究

9

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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

而且缺少明确的定义。所

6应给出明确的准确度、不中国科学采纳

院地理与

8确定度、趋势分析评价指资源研究

标。所

附表检验报告信息简表格式中国科学采纳参考其它的简标格式，进

院地理与行了调整

不够合理，建议改为检验资源研究

报告的形式，检验报告格所

9式要求可作为附件列出，

具体可参考气溶胶光学

厚度检验报告格式要求。

10

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附件3

国家标准送审稿审查意见汇总处理表

标准项目名称：高分卫星遥感产品真实性检验第2-3-7部分：大气水汽含量共2页

起草单位：中国科学院空天信息创新研究院、南通大学、国家卫星气象中心

承办人：王红梅

电话：152100535032022年9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

全文高分遥感产品系列标准中国科学采纳在“3.术语与定义”中增

应明确有否必要加高分院地理与加了“高分辨率遥感卫

1两字，比如第一项通用方资源研究星”的定义

所

法，主体内容都是引用国附录A中增加了参考对象

标。的类型

全文中国科学采纳1）高分的特殊性在于产

院地理与品生产时处理流程的

建议进一步补充单项标

2资源研究不同

准的特性和细节所

应该是卫星遥感产品，文

中已经统一说法

全文后面14个标准，希望起中国林业采纳对全文进行了格式和内容

草组能够注意，1）高分的科学院的审查与修改，包括：

特殊性、2）卫星遥感产品1）标准题目；2）标准的

3还是遥感产品。相关术语；3）通用方法

约定了检验方法的框架；

4）各单项标准引用通用

方法的形式。

全文高分系列标准建议从整中国遥感采纳由于已有无人机作为直接

体上在格式，内容等方面应用协会或者间接验证手段的团体

4

的一致性给予注意。秘书处标准，本标准侧重地面观

测手段。

6.真实性验证方法中，是否中国遥感采纳当时考虑的是可以作为一

要考虑无人机与地面手应用协会个长期的趋势比对，目前

段同样作为一种直接或秘书处已经按照专家的意见删除

5

者间接的验证手段予以该部分。

考虑。

6.4水气标准方面，专家也提中国遥感采纳该处说法主要体现在6.4

出过，变化趋势的分析不应用协会其它检验方法-长期趋势

6

应作为单独的检验方法，秘书处检验，根据专家意见，删

应该作为其他检验方法除了该部分。

11

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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

的一个指标，这里还是作

为一个单独的检验方法，