《《高分遥感产品真实性检验 植被冠层 叶绿素含量》 编制说明》

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《高分遥感产品真实性检验植被冠层

叶绿素含量》

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《高分遥感产品

真实性检验植被冠层叶绿素含量》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、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。

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汤旭光杭州师范大学负责标准制定工作的组织、协调；标

准文本及编制说明的起草、撰写，组

织召开研讨会。

2马明国西南大学参与标准文本的起草；通过电子邮

件、电话等方式，征集、整理和归纳

相关的意见和建议，并进行修改。

3禹朴家西南大学负责基本要求的修改完善。

4闻建光中国科学院空天信负责检验方法的修改完善。

息创新研究院

5李静中国科学院空天信负责案例分析和检验方法的修改完

息创新研究院善。

6李增元中国林业科学研究标准规范制定的技术指导，参与标

1

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院资源信息研究所准文本的起草。

7高志海中国林业科学研究标准规范制定的技术指导，参与标

院资源信息研究所准文本的起草。

8王维真中国科学院西北生参与检验方法的修改完善。

态环境资源研究院

9王旭峰中国科学院西北生负责检验报告的修改完善，协助专

态环境资源研究院家开展标准规范的意见征集。

（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（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

验植被冠层叶绿素含量》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冠层叶绿素含量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，编制小组组织编写《高分遥感产品真实性检验植被

冠层叶绿素含量》的初稿。

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

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

实性检验植被冠层叶绿素含量》撰写进展情况。

（5）2021年3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植被冠层

叶绿素含量》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植被冠层叶绿素含量》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植被冠层叶绿素含量》拟申报中国遥感应用协

2

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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植被冠层叶绿素含量》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植被冠层叶绿素含量》。

（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，《高分遥感产品真实性检验植被冠层叶绿素含量》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。由于第一起草人马明国教授于2023年5月13日因病离

世，第一起草人变更为原第二起草人、团队汤旭光教授继续该标准规范的相关申请工

作。同时由于汤旭光工作单位变更为杭州师范大学，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

针对植被冠层叶绿素含量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

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冠层叶绿素含量高分卫星遥感产品的真实

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冠层叶绿素含量高分卫星

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，作为与植被冠层叶绿素含量高分卫星遥感产品的真实性检验的共同遵守的准则

和依据。

（2）根据植被冠层叶绿素含量高分卫星遥感产品的真实性检验实际需求，在《GB/T

3

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36296-2018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

本标准确立了对高分植被冠层叶绿素含量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10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，高分植被冠层叶绿素含量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。

（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、植被冠层叶绿素含量产品概述、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冠层叶绿素含量高分卫星遥感

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产品真实性检验的关键技术可行性，在全国5个高分卫星遥感产品真实性检验站开展

了高分卫星遥感观测试验，提高标准的适用性。5个站点如图中红色点所示，分别为怀

来、北碚、黑河、普洱和大兴安岭。

图1高分卫星遥感产品真实性检验站

2、案例研究

（1）产品发展现状

叶片叶绿素含量（leafchlorophyllcontent,Chlleaf）是反映植被生理状况的重要指

标，是获取光合作用所需太阳辐射信息的重要参数（Vernon&Seely,1966;Evans,1989）。

叶绿素含量可为植被光照、温度、水分胁迫及病虫害监测提供有效信息（Attaetal.,2018;

Abdulridhaetal.,2019），同时也是植被生产力模型的重要输入参数（Liuetal.,2019）。

遥感是获取长时序动态Chlleaf的主要技术手段，在过去20年中，虽然研究者提出了

一系列的Chlleaf估算方法，但直到2020年才有第一个全球Chlleaf产品。该产品基于

辐射传输模型+查找表的方法使用ENVISATMERIS数据，生产了全球300m/7天的

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Chlleaf产品（Croftetal.,2020）。然而该产品的空间分辨率较粗且时间覆盖范围为2002–

2012年，无法满足如今日益精细化遥感监测的需要。

尽管在过去的几十年中不同国家成功发射了多颗中高分辨率卫星，目前依然缺少

高分辨率的Chlleaf产品。“哨兵二号（Sentinel-2）”首颗卫星Sentinel-2A发射于2015

年，并在2017年成功发射了Sentinel-2B卫星，两卫星均搭载了多光谱成像仪

（MultiSpectralInstrument,MSI），空间分辨率可达10m，通过双星观测重访周期可达

5天（Fletche,2012）。由于Sentinel-2MSI传感器含有对叶绿素高度敏感且抗饱和性强

的红边波段，因此可作为获取高分辨率Chlleaf时序动态变化的理想数据源。基于

Sentinel-2MSI影像获得的Chlleaf产品可为生态环境监测、生态系统碳循环建模等相

关领域的研究提供更稳定准确的数据支撑，具有重要的意义。利用Sentinel-2高时空分

辨率的优势，使用叶绿素敏感指数（chlorophyllsensitiveindex,CSI）经验回归法生产了

MuSyQ(Multi-sourcedataSynergizedQuantitativeremotesensingproductionsystem)高分

系列中国区域2019–2020年30m/10天分辨率的Chlleaf产品01版（Zhangetal.,2020）。

（2）MuSyQ产品样本

图1为2019–2020年MuSyQ中国地区30m/10天分辨率的Chlleaf产品。图2展示

了全国2020年8月份合成的30m分辨率Chlleaf产品及不同植被类型的Chlleaf产品细

节特征。

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图12020年8月合成叶绿素含量产品图及不同植被类型的产品细节和时间序列曲线

如图1所示，我国Chlleaf空间分布呈现出东南高、西北低的特点，夏季Chlleaf高于

40μgcm-2的区域几乎全部处于胡焕庸线以东，与我国不同地区的植被分布特征和生长

状况基本相似。6种不同植被类型的产品细节图及时间序列变化显示，DBF、GRA、CRP

和SHR具有较强的季节物候特征：春季叶绿素含量增加，夏季稳定在较高水平，在秋

-2

季，Chlleaf急剧下降至10μgcm以下。EBF和ENF也表现出Chlleaf随时间的变化，但

-2-2

Chlleaf最低值始终在20μgcm以上。CRP和EBF的最高Chlleaf可达70μgcm以上，

-2-2

其次是DBF和SHR，最高Chlleaf分别约为60μgcm和55μgcm。GRA和ENF的最

高叶绿素含量最小，全年均在50μg/cm2以下。

（3）产品真实性检验

生产过程中确定了MuSyQ高分Chlleaf产品生产的流程，规范了生成产品的数据格

式、数据结构、命名规则等，使数据产品生产标准化。本文使用了怀来综合实验站的地

面实测Chlleaf数据来验证叶绿素遥感产品精度，其中落叶阔叶林样本共计19个，常绿

针叶林样本共计31次，测量时间为2020年9至12月。使用与叶绿素遥感产品日期相

同或最接近的地面测量数据来进行验证（图2）。如图所示，对于两种植被类型，产品

的均方根误差RMSE为8.80μgcm-2，决定系数R2为0.50；其中阔叶林的RMSE=5.11

μgcm-2，优于现有产品（落叶阔叶林RMSE=9.25μgcm-2）；针叶林的RMSE=9.24μg

cm-2，优于现有产品（常绿针叶林RMSE=10.63μgcm-2）。

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图2MuSyQ高分Chlleaf产品直接检验结果图

3、预期效果

本标准为植被冠层叶绿素含量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植被冠层叶绿素含量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植被冠层叶绿素含量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

关于植被冠层叶绿素含量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。

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（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

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冠层叶绿素含量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植被冠层叶绿素含量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/T39468-

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

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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。

《高分遥感产品真实性检验植被冠层叶绿素含量》编制小组

2023年10月

参考文献：

(1)AbdulridhaJ,BatumanO,AmpatzidisY.UAV-basedremotesensingtechniquetodetectCitruscanker

diseaseutilizinghyperspectralimagingandmachinelearning[J].RemoteSensing,2019,11(11):1373.

(2)AttaBM,SaleemM,AliH,etal.Chlorophyllasabiomarkerforearlydiseasediagnosis[J].Laser

Physics,2018,28(6):065607.

(3)CroftH,ChenJM,WangR,etal.Theglobaldistributionofleafchlorophyllcontent[J].Remote

SensingofEnvironment,2020,236:111479.DOI:10.1016/j.rse.2019.111479.

(4)EvansJR.PhotosynthesisandnitrogenrelationshipsinleavesofC3plants[J].Oecologia,1989,

78(1):9–19.DOI:10.1007/BF00377192.

(5)FletcheK.Sentinel-2:ESA’sOpticalHigh-ResolutionMissionforGMESOperationalServices(ESA

SP-1322/2March2012)[M].ESACommunications,2012.

(6)LiuC,LiuY,LuYH,etal.Useofaleafchlorophyllcontentindextoimprovethepredictionof

above-groundbiomassandproductivity[J].PeerJ,2019,6:e6240.

(7)VernonLP,SeelyGR.TheChlorophylls[M].London:AcademicPress,1966.

(8)ZhangH,LiJ,LiuQH,etal.Ahighlychlorophyll-sensitiveandLAI-insensitiveindexbasedonthe

red-edgeband:CSI[C]//IGARSS2020-2020IEEEInternationalGeoscienceandRemoteSensing

Symposium.Waikoloa,HI,USA.IEEE,2020:5014–5017.

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附件1

表1高分标准征求意见汇总处理表

标准项目名称：高分遥感产品真实性检验植被冠层叶绿素含量

起草单位：杭州师范大学承办人：汤旭光

电话：175023896892021年10月5日填写

提出单位处理

序号章条编号意见内容备注

/提出人意见

北京师范

修改“高分”对应的英文已采

1封面大学/屈

名称纳

永华

中科院重

已采

23.5去掉“是”字庆院/周

纳

博天

中科院重

已采

33.6去掉“的一类极重要”庆院/周

纳

博天

“高浓叶绿素含量”改中科院重

已采

44为“高浓度叶绿素含庆院/周

纳

量”博天

中科院空

作物季候应该是作物物已采

54天院/黄

候吧纳

长平

中科院空

有些文字不通顺，见原已采

65.1.1天院/黄

文标注纳

长平

中科院空

有些文字不通顺，见原已采

75.1.2天院/黄

文标注纳

长平

中科院空改为参考T/CARSA

参考5.2.2直接检验方已采

85.2.2天院/黄XXXXX-XXXX的

法，是否正确纳

长平8.1直接检验方法

中科院重

已采

95存在不准确的描述庆院/周已完善

纳

博天

说明：总计收到意见：9条，采纳9条。

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附件2

团体标准立项主审专家意见汇总处理表

标准名称：高分遥感产品真实性检验植被冠层叶绿素含量

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

采纳

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

编写规范、技术内容较完备。采纳已增加

5规范性检验流

建议增加检验流程图。程图。

6

7

8

9

10

说明：总计收到意见：5条，采纳5条。

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附件3

团体标准立项答辩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植被冠层叶绿素含量

起草单位：杭州师范大学承办人：汤旭光

电话：175023896892022年9月21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