《《高分遥感产品真实性检验 大气水汽 含量》》

T/CARSAXXXXX—202X

ICS37.040

V00/09

团体标准

T/CARSAXXXXX—202X

高分卫星遥感产品真实性检验.大气水汽

含量

Validationofhigh-resolutionsatelliteremotesensingproducts-

atmosphericintegratedwatervapor

（征求意见稿）

（本稿完成时间：2022年12月2日）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国遥感应用协会发布

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高分卫星遥感产品真实性检验-大气水汽含量

1范围

本文件规定了高分卫星遥感大气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。

本文件适用于高分辨率卫星遥感大气水汽含量产品的真实性检验。

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

3术语和定义

GB/T36296—2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

大气水汽含量atmosphericintegratedwatervapor

大气水汽含量为单位面积从地面到高空空气柱中所含的大气水汽全部凝结降至地面的降水量。单

位为：g/cm2或kg/m2。

3.2

高分辨率遥感卫星high-resolutionremotesensingsatellite

高分辨率分指高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的遥感卫星。

3.3

真值truevalue

在一定条件下，遥感产品理论上客观存在且无任何误差的实际值。

注：该值为理想值，通常无法确切获得，只有在所有引起误差的原因可消除时才能准确得到。

[来源：GB/T36286-2018，定义3.3]。

3.4

相对真值relativetruevalue

一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。对于给定的目的，可用其来代替真值。

[来源：GB/T36286-2018，定义3.4]

3.5

空间重采样spacere-sampling

在某种空间坐标系下，做空间参考变换，将一种空间分辨率的遥感数据按照某种采样方法转换为另

外一种空间分辨率的方法。

3.6

时间变率temporalvariability

在一定条件下，遥感产品理论上客观存在且无任何误差的实际值。

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注：该值为理想值，通常无法确切获得，只有在所有引起误差的原因可消除时才可准确得到。

[来源：GB/T36296—2018，3.3]

3.7

准确度accuracy

变量随时间变化的程度。

[来源：GB/T36286-2018，定义3.7]

3.8

不确定度uncertainty

与测量结果相关联的一个参数，表征了被测量值的分散性，定量说明了测量结果的质量，用以指示

测量结果的可信性、有效性的怀疑程度或不确定程度

[来源：GB/T36296—2018，3.10]

3.9

太阳分光光度计sunphotometer

太阳分光光度计是将是将成分复杂的太阳光，分解为光谱线的科学仪器。

4基本要求

高分卫星遥感大气水汽含量产品真实性检验要求如下：

a)真实性检验的对象为高分卫星遥感大气水汽含量产品的准确度及不确定性度；

b)高分卫星遥感大气水汽含量产品的参考对象为对应的目标区域和成像时刻气象台站的探空数

据、地基遥感大气水汽数据，包括太阳分光光度计的水汽含量产品和GPS大气水汽含量产品；

同时选取其它卫星遥感获得的大气水汽含量产品或再分析资料。

5评价指标

5.1准确度评价指标

用统计特征值表达代检验遥感水汽含量产品与参考水汽含量产品之间一致程度的指标：

a)平均误差

b)平均绝对误差

c)相对误差

d)平均相对误差

e)均方根误差

f)相关系数

g)一致性指数

5.2不确定性分析评价指标

用不确定度定量表达待检高分卫星遥感大气水汽含量产品的不确定性来源的指标：

a)标准差

b)方差

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c)协方差

d)标准不确定度

6检验方法

6.1检验方法选择

高分卫星遥感水汽含量产品真实性检验方法根据实际与样本数据的匹配选择检验的方法，具体有：

直接检验方法、间接检验方法。

（1）若高分卫星遥感水汽含量产品根据时间和空间信息匹配到大气水汽含量探空数据或者地基

大气水汽含量监测数据，选用直接检验方法进行检验（见6.2）；

（2）若高分卫星遥感水汽含量产品根据时间和空间信息匹无法配到大气水汽含量探空数据或者

地基大气水汽含量监测数据，选用其它已经验证过卫星遥感水汽产品进行交叉检验（见6.3）；

6.2直接检验法

高分大气水汽总量产品

GPS大气水汽含量探空数据

样本筛选

地基大气水汽含量监测数据

时间配准否

是放弃

空间分辨率转换否空间配准

是

准确度评价

不确定度分析

图1直接检验法操作流程

直接检验法具体操作步骤如下：

a)样本选择；即确定待检测高质量的水汽产品像元。如果待检大气水汽卫星遥感产品有质量控

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制，则根据质量标记剔除低质量产品；根据探空数据或地基大气水汽产品的观测时间、产品位

置，确定待验证大气水汽含量产品的像元信息，样本量确定及样本确定方法见GB/T36296-

2018附录C。

b)时间配准：根据被测量高分遥感大气水汽含量产品时间分辨率特征，获取遥感观测时刻（同步

或准同步）测量数据，测量数据随时间变化越快，同步测量要求越高。针对高分卫星遥感大气

水汽含量产品检测，要求将观测站点处卫星过境时刻前后30分钟观测的地基大气水汽含量数

据、GPS大气水汽含量探空数据进行平均，若满足，可直接采用地基、GPS大气水汽含量的

观测值作为相对真值，否则，不予采用。

c)空间配准：根据步骤a确定的位置和像元，选择空间代表性高的地面监测点数据或者GPS探

空大气水汽含量数据，若匹配到地面监测点或者GPS探空数据，则进行真实性检验；否则，

不予采用，求取均值，作为相对真值，进行直接真实性检验。

d)准确度评价：在获得大气水汽产品像元尺度的相对真值之后，根据GB/T36296-2018标准6.1

的准确度评价指标定量评价高分卫星遥感大气水汽含量产品的准确度。

e)不确定度评价：根据GB/T36296-2018标准6.2的不确定度分析评价指标定量评价高分卫星遥

感大气水汽含量的不确定性。

6.3间接检验法

6.3.1交叉检验法流程

利用已检验遥感大气水汽含量产品对待检高分卫星遥感产品间接进行真实性检验。交叉检验法的

主要操作流程见图2：

其它已经检验的大气水汽总

高分大气水汽总量产品

量产品

时间配准

空间配准

样本选择

准确度评价

不确定度分析

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图2交叉检验法操作流程

a)时间配准:根据高分卫星遥感大气水汽含量产品时间变率特点，选用与其时间一致的其它已检

验遥感水汽产品；若待检产品为瞬时大气水汽含量产品，取该时刻前后半小时地面观测的大气

水汽含量的均值，对于多天合成的大气水汽含量产品，应平均该周期内每天该时刻的大气水汽

含量产品，获取与待检高分卫星遥感产品时间一致的大气水汽含量产品。

b)空间配准：当高分卫星遥感大气水汽含量产品与已检遥感水汽产品空间分辨率不一致时，对已

检验水汽产品进行空间采样，以保证与高分卫星遥感大气水汽含量产品的空间分辨率一致；匹

配时，以待检验的大气水汽产品所在的空间位置为标准，选取相应的已验证的大气水汽含量产

品的空间位置。

c)样本选择：当高分遥感大气水汽产品像元较少时，直接对像元进行比较验证；当像元数较多

时，采用抽样方法进行验证比较，样本量确定和样本选取方法见附录GB/T36296-2018附录

C。

d)准确度评价：获得像元尺度的相对真值后，根据GB/T36296-2018标准6.1的准确度评价指标

定量表达待检验高分大气水汽含量产品的准确度。

e)不确定度分析：根据GB/T36296-2018标准6.2的不确定度评价指标定量验证待检验高分大气

水汽含量的不确定度。

7检验报告

7.1封面信息

检验报告封面上的消息，应包括：

a)检验报告编号；

b)检验报告名称；

c)检验负责人；

d)检验时间；

e)检验单位；

f)送检单位。

7.2正文信息

7.2.1高分卫星遥感大气水汽含量产品概述

对待检验的高分卫星遥感大气水汽含量产品进行简要的概述，包括：

a)高分卫星遥感大气水汽含量产品的数据来源、数据名称、数据类型、时间分辨率、空间分

辨率、投影方式、观测几何；

b)产品生产的产品质量控制等信息；

c)产品使用的算法及其算法的特点等信息。

7.2.2参考对象数据描述

对参考对象的数据进行描述，包括：

a)参考对象的类型、数据名称、数据格式、数据精度、时间特征、空间特征、探测方法等基

本信息；

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b)参考对象的质量评价描述；

c)参考对象的实用性描述。

7.2.3检验方法及流程

检验方法及流程应包括：

a)检验方法概述；

b)检验流程；

c)检验结果的评价指标

d)检验过程的记录。

7.2.2真实性检验结论

对真实性检验的评价结果进行描述，包括：

a)总体评价：高分卫星遥感大气水汽含量产品的总体精度；

b)分项评价：在不同的研究区域的高分卫星遥感大气水汽含量产品的精度及误差产生的原

因；分析在不同的大气状况下高分卫星遥感大气水汽含量产品的精度及误差产生的原因

等；

c)分析产品检验过程中的不确定性：包括观测误差、时间配准、空间配准、数据采集误差等；

d)对产品进行评价及建议：通过分析各项指标，给出检验高分卫星遥感大气水汽产品存在的

误差，并给出修改建议。

7.3检验报告信息简表

真实性检验报告可按表格的方式编制，样例见附录A，但不限于样例提供的格式和内容。

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附录A

（资料性）

高分卫星遥感大气水汽含量真实性检验报样例

表A.1给出了高分卫星遥感大气水汽含量真实性检验的列表。

表A.1高分卫星遥感大气水汽含量真实性检验报告样例

产品名称产品类型○数值型数据来源

○类别型（传感器）

地理参考

（椭球、

投影方

法）

获取时间

空间分辨

（YYYY-MM-DD，

高分卫星率

Hh:mm:ss）

遥感大气

空间范围经度纬度

水汽含量

（°′″）（°′″）

产品

观测几何

（太阳天

顶角、观

测天顶

角、相对

方位角）

产品生产

算法

类型地基大气水汽含量探测数据GPS大气水汽含量探测数据

参考对象其他已检遥感水汽含量产品其他指标

特征描述产品名称

对象精度

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空间特征

时间特征

像元尺度相

对真值获取

直接检

方法

验法

不确定性分

析

空间分辨是○否○

率一致

检验方法

空间采样

特征描述

方法

间接检交叉检验

时间是否是○否○

验法法

匹配

不确定性

分析

样本量样本选取方法

精度评价平均误差平均绝对误相对误

结果描述差