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GB／T 41534-2022 地表温度遥感产品真实性检验.pdf

地表温度遥感产品真实性检验

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引言 范围 规范性引用文件 术语和定义 基本要求 2 检验方法 5.1检验方法概述 5.2检验方法选择 5.3直接检验法 5.4间接检验法 6检验报告 6.1封面信息 ··· 6.2正文信息 ..·· 6.3检验报告信息简表 10 附录A（规范性）点源尺度地表温度相对真值获取方法…… ·11 附录B（资料性）非均质地表像元尺度地表温度相对真值获取方法… 13 附录C（资料性）辅助数据的获取方法 14 附录D（资料性）地表温度遥感产品真实性检验不确定度误差来源分析 .16 附录E（资料性）地表温度遥感产品真实性检验报告信息简表样例 7

北京中关村创新园中环路绿化景观工程施工方案本文件按照GB/T1.1一2020《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。 本文件由中国科学院提出。 本文件由全国遥感技术标准化技术委员会（SAC/TC327)归口。 本文件起草单位：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所、昆明理工大学、中国科学院地理科 学与资源研究所、中国科学院空天信息创新研究院、北京师范大学、河北地质大学、国家卫星气象中心、 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所、北京大学、中国科学院大学、大连海事大学、西南大学。 本文件主要起草人：李召良、唐伯惠、吴骅、周成虎、李传荣、邱实、尚国排、钱永刚、段四波、刘照言、 阎广建、刘向阳、范锦龙、张仁华、冷佩、赵伟、任华忠、唐荣林、柳钦火、郑小坡、姜小光、赵恩宇、高懋芳、 张霞、于文凭。

GB/T 41534—2022

本文件规定了地表温度遥感产品真实性检验的基本要求、检验方法和检验报告。 本文件适用于航空和航天遥感数据地表温度反演产品的真实性检验

地表温度遥感产品真实性检验应符合GB/T36296一2018中第7章的规定，并符合以下要求： a）参考对象的选取宜考虑不同下垫面、不同气候条件，且应有较长的时间序列（大于或等于一 年)； b) 参考对象地表温度值应具有较大的动态取值范围，包含高温（310K)、中温（290K)和低温 (270K）； c）当待检验对象和参考对象之间存在空间尺度差异时，应获取与待检验对象空间尺度一致的地 表温度相对真值后再进行真实性检验； d）检验过程宜同时考虑地类差异、昼夜差异和季节差异等，分层次地给出地表温度遥感产品的准 确度和不确定度； e）当待检验对象中异常值较大(方差大于3o)或较多(大于样本数的1/3)时，可用中值代替均值 来表示待检地表温度遥感产品和参考地表温度遥感产品间的准确度和不确定度； f）采用多种检验方法进行地表温度遥感产品真实性检验时，应根据不确定度来源的分析，依次确 定各检验方法的可靠性。

地表温度遥感产品真实性检验的方法共有四种，包括直接检验法，间接检验法中的交叉检验法、正 向模型仿真检验法和时空变化趋势分析检验法，具体各方法的界定如下： a）直接检验法是直接利用载荷过境时刻的地面同步或准同步实测数据对地表温度遥感产品进行 检验与评估的方法，主要用于给出地表温度遥感产品的准确度和不确定度的统计指标； b）交叉检验法是通过与精度已知的参考地表温度遥感产品的比对分析，间接对待检验的地表温 度遥感产品进行检验与评估的方法，并给出待检验地表温度遥感产品和参考地表温度产品间 的准确度和不确定度的统计指标； c）正向模型仿真检验法是通过与入瞳处载荷仿真模拟值的比对分析，间接对待检验的地表温度 遥感产品进行检验与评估的方法，并给出待检验地表温度遥感产品的准确度和不确定度的统 计指标； d）时空变化趋势分析检验法是通过对待检地表温度遥感产品的时空变化特征和趋势进行分析， 间接对地表温度遥感产品进行检验与评估的方法，并给出待检验地表温度遥感产品的准确度 和不确定度的统计指标。

在地表温度遥感产品真实性检验的实施过程中，应根据检验条件的差别，选择合适的检验方法： a 当存在质量可靠，且具有代表性的像元尺度地表温度观测数据时，采用直接检验法；

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b 当缺乏或者难以获取像元尺度地表温度观测数据，但存在或者可获取质量可靠，且具有代表性 的像元尺度地表发射率数据和大气廊线数据时，采用正向模型仿真检验法； c) 当缺乏地面观测数据，但存在其他质量可靠的地表温度遥感产品时，选择交叉检验法； 当同时缺乏地面观测数据和其他质量可靠的地表温度遥感产品时，选择时空变化趋势分析检 验法。

5.3.1实施条件和要求

5.3.2空间异质性分析和空间抽样方法

空间异质性分析和空间抽样方法如下： a）空间异质性的分析宜考虑高空间分辨率的地表温度遥感产品或者其他辅助参量的空间分布特 征，例如植被覆盖度或者归一化植被指数等，按照GB/T39468一2020中4.2的规定来确定样 本的异质性； b）对于均质地表，应按照GB/T39468一2020中4.3.1a)的规定选择随机抽样方法或系统抽样方 法，开展地面数据采集； c）对于非均质地表，宜考虑地表类型差异以及阴影的分布状况，将样点细分为若干相对均质的子 区域（端元），并按照GB/T39468一2020中4.3.1b)的规定选择分层抽样方法，对每个端元开 展地面数据采集。

5.3.3地表温度相对真值的获取方法

地表温度相对真值的获取方法如下： a）点源尺度地表温度相对真值的获取：按照5.3.2的规定，在样点上按照附录A的规定获取点源

a）点源尺度地表温度相对真值的获取：按照5.3.2的规定，在样点上按照附录A的规定获取点源

尺度地表温度相对真值；设备采集的数据代表了观测视场角内的离地辐射，需结合配套的辅助 设备获取所需的地表温度； b）像元尺度地表温度相对真值的获取：考虑样本的异质性状况，并结合点源尺度获取的地表温度 相对真值来获取；对于均质地表，可直接采用单个采样点获取的地表温度来表示，也可采用多 个采样点获取的地表温度的平均值来表示；对于非均质地表，应采用空间尺度扩展的方法（例 如：面积加权平均法或者陆面过程模型法等)来确定像元尺度地表温度相对真值，具体方法见 附录B。 注：地表温度相对真值获取过程中所涉及的配套辅助数据的获取方法见附录C

5.3.4检验操作流程

检验流程应符合GB/T36296一2018中8.1的规定，主要操作流程见图1，具体步骤如下： a）验证场地选择：按照5.3.1的要求确定验证场地； b）地表空间异质性分析：按照5.3.2a)的规定，利用地表温度采集仪器分析验证场里待检验遥感 像元的地表空间异质性； c）地表温度相对真值的获取：结合地表空间异质性分析结果，按照5.3.3的规定，分别获取点源 尺度相对真值和像元尺度相对真值； d）时空一致匹配点数据获取：根据待检验地表温度遥感产品的获取时间和位置，选择对应的地面 实测的像元尺度地表温度的相对真值； e）准确度评价：在像元尺度上，按GB/T36296一2018中6.1的准确度评价指标，定量表达地表温 度遥感产品的准确度，准确度评价指标至少应包括均方根误差、相关系数； f ）不确定度分析：在像元尺度上，不确定度的来源分析见附录D和GB/T39468一2020中第6 章，按GB/T36296一2018中6.2规定的不确定度评价指标定量表达地表温度遥感产品的不确 定度，不确定度评价指标至少应包括标准差。

图1直接检验法操作流程图

5.4.1.1实施条件和要求

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交叉检验法的实施条件和要求如下： a) 应具备精度已知的其他来源的地表温度遥感产品作为参考对象，且其包括完备的产品描述、云 和质量控制等标识； b）待检验和参考对象获取的地表温度产品应在时间、空间和观测天顶角上存在一定交集； c）同一地理位置筛选出的交叉验证的匹配点对应的观测天顶角不应大于45°，且应具有相似的观 测条件，例如待检验和参考载荷的观测天顶角差异小于10°，观测时间差异小于10min； d) 参考载荷和待检验载荷的空间分辨率有差异，且系统几何定位精度可能不准确时应进行像素 聚合处理，将二种载荷反演的地表温度遥感产品重采样至更低一级的空间分辨率。

交叉检验法的实施条件和要求如下： a) 应具备精度已知的其他来源的地表温度遥感产品作为参考对象，且其包括完备的产品描述、云 和质量控制等标识； b）待检验和参考对象获取的地表温度产品应在时间、空间和观测天顶角上存在一定交集； c）同一地理位置筛选出的交叉验证的匹配点对应的观测天顶角不应大于45°，且应具有相似的观 测条件，例如待检验和参考载荷的观测天顶角差异小于10°，观测时间差异小于10min； d) 参考载荷和待检验载荷的空间分辨率有差异，且系统几何定位精度可能不准确时应进行像素 聚合处理，将二种载荷反演的地表温度遥感产品重采样至更低一级的空间分辨率。

5.4.1.2检验操作流程

检验流程应符合GB/T36296一2018中8.2.1的规定，主要操作流程见图2，具体步骤如下： a) 数据提取：首先根据云掩模和质量标识，提取出待检验地表温度产品和参考地表温度产品具有 较高质量的地表温度数据、坐标位置数据、观测天顶角数据以及观测时间数据； b）空间聚合判断：根据待检验地表温度产品与参考地表温度产品的空间分辨率以及系统几何定 位精度，判断是否进行空间聚合； c）空间聚合：如果待检验地表温度产品和参考地表温度产品的空间分辨率不一致，或者待检验地 表温度产品的系统几何定位精度低于参考地表温度产品的空间分辨率时，则应对分别从待检 验和参考地表温度产品提取出来的地表温度数据、坐标位置数据、观测天顶角数据、观测时间 数据进行空间聚合处理，如采用算数平均法； d）匹配点筛选：挑选出观测天顶角不大于45°，且具有相似的观测条件的匹配点，如观测天顶角差 小于10°，观测时间差小于10min； e）准确度评价：按照5.3.4e)的要求评价准确度； f 2 不确定度分析：在像元尺度上，按GB/T36296一2018中6.2的不确定度评价指标，同时考虑参 考地表温度产品的质量控制标识，定量表达地表温度遥感产品的不确定度，不确定度评价指标 至少应包括标准差。

5.4.2正向模型仿真检验法

5.4.2.1实施条件和要求

图2交叉检验法操作流程图

5.4.2.2像元尺度地表温度相对真值的获取方

利用成熟的大气辐射传输模型，将待检验地表温度遥感产品、采集的载荷过境时刻大气廊线数据、 地表发射率、卫星观测角度以及通道响应函数作为正向仿真模拟的输人参数，模拟出大气层顶载荷入瞳 处的亮度温度。通过比对模拟仿真值与载荷实际观测值，如有差异则不断调整输人的地表温度值，循环 选代，直到两者一致，调整后的最终地表温度则是像元尺度地表温度的相对真值。具体计算过程见 图3。 注：地表温度相对真值获取过程中所涉及的其他辅助数据的获取方法见附录C。

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图3基于正向模型仿真检验法的像元尺度地表温度相对真值确定示意图

5.4.2.3检验操作流程

检验流程应符合GB/T36296一2018中8.2.2的规定，主要操作流程见图4，具体步骤如下： a）像元尺度地表温度相对真值获取：采集载荷过境时刻大气廊线和地表发射率，利用成熟的大气 辐射传输模型，按照5.4.2.2的规定，获取像元尺度的地表温度相对真值； b）大气廊线适用性评估：通过比较实测亮度温度与模拟仿真亮度温度之间在具有不同吸收特征 的两相邻通道的亮温差的差值来判断大气廓线的可靠性，如果亮温差的差值小于给定的阈值， 如0.3K或者0.5K，则大气廊线能准确代表载荷过境时刻的大气状况； c）时空匹配数据选择：根据大气廊线适用性评估的结果，删除大气廊线无法准确表达载荷过境时 刻的数据，从待检验地表温度遥感产品和像元尺度地表温度相对真值中选择对应的时空匹配 数据； d）准确度评价：按照5.3.4e)的要求评价准确度； e）不确定度分析：按照5.3.4f)的要求分析不确定度。

SJG71-2020 桥梁工程设计标准5.4.3时空变化趋势分析检验法

5.4.3.1实施条件和要求

图4 正向模型仿真检验法操作流程图

时空变化趋势分析检验法的实施条件和要求如下： 司 ）具备不同区域或者全球范围的待检验地表温度遥感产品，或者具备长时间序列的待检验地表 温度遥感产品； b）具备待检验地表温度遥感产品时空变化趋势的先验知识，或者具备与待检验地表温度有相同 时间或者空间尺度，有一定相关性，且质量有保障的其他地表特征参数，如空气温度、植被指 数、叶面积指数等。

检验流程应符合GB/T36296一2018中8.2.3的规定，主要操作流程见图5，具体步骤如下： a）时空变化趋势分析：分别对待检地表温度遥感产品和对应的地表温度影响因子（如空气温度、 植被指数和叶面积指数等)进行时间变化或空间变化趋势分析，可按GB/T36296一2018中 8.2.3的规定，在一定时空范围内获取它们的时空变化规律； b）变化趋势比对：将分析获得的地表温度遥感产品的时空变化规律与地表温度遥感产品的时空 变化趋势的先验知识，或者与地表温度影响因子的时空变化规律相比较，分析待检验地表温度 遥感产品时空分布趋势的合理性； c）准确度评价：按照5.3.4e)的要求评价准确度； d）不确定度分析：不确定度的来源分析见GB/T39468—2020中第6章，按GB/T36296—2018 中6.2的不确定度评价指标，定量表达地表温度遥感产品的不确定度，不确定度评价指标至少 应包括标准差。

图5时空变化趋势分析检验法操作流程图

GBT 51434-2021 互联网网络安全设施工程技术标准.pdf检验报告封面应包括以下信息： 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。

6.2.1待检验地表温度遥感产品概述