GB/T 41279-2022 反照率遥感产品真实性检验.pdf

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  • GB/T 41279-2022  反照率遥感产品真实性检验

    遥感产品多尺度逐级检驶

    高分辨率反照率影像准备:空间尺度应与地面测量的反照率相同或相近;时间应与待检反照 遥感产品一致

    b)高分辨率反照率影像直接检验:按5.2.2的检验流程对高分辨率反照率影像进行直接检验,计 算高分辨率反照率影像的准确度和不确定度 准确度满足需求判断:依据用户对准确度既定阈值要求(均方根误差0.05以内为可接受的准 确度;也可依据用户具体需求进行阈值设定),若高分辨率反照率影像满足阈值,可用于下一步 检验;否则 矿产标准,重新准备高分辨率反照率影像并进行直接检验。 d 波段一致性判断:判断高分辨率反照率影像与待检反照率遥感产品波段是否一致。若波段 致,直接进行下一步检验;否则,应进行波段转换。 e 波段转换:按附录D将高分辨率反照率转换为与待检反照率遥感产品波段一致的反照率。 空间配准:将高分辨率反照率影像与待检反照率遥感产品进行空间配准 g)空间尺度转换:按GB/T39468一2020中4.4.1的规定,将高分辨率反照率升尺度至待检反照 率遥感产品相一致的空间尺度,作为待检反照率遥感产品的像元尺度相对真值。 h) 准确度评价:按GB/T36296一2018中6.1的准确度评价指标定量计算反照率遥感产品的准确 度,准确度评价指标应包括但不限于均方根误差、相关系数。 1 不确定度分析:按GB/T36296一2018中6.2的不确定度评价指标定量计算反照率遥感产品的 不确定度,不确定度指标应包括但不限于标准差

    5.3.2基于已检反照率遥感产品的交叉检验法

    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3

    图3反照率遥感产品交叉检验操作流程

    操作流程如下。 a)已检反照率遥感产品选择:应选用与待检产品时间一致的已检反照率遥感产

    GB/T 412792022

    b)空间配准:将已检反照率遥感产品与待检反照率遥感产品进行空间配准。 波段一致性判断:判断已检反照率遥感产品与待检反照率遥感产品波段是否一致。若波段一 致,直接进行下一步检验;否则,应进行波段转换。 d 波段转换:按附录D将已检反照率遥感产品转换为与待检反照率遥感产品波段一致的反 照率。 e) 空间一致性判断:根据待检反照率遥感产品像元大小,判断已检反照率遥感产品是否与其 致,若一致,可直接将已检反照率遥感产品作为相对真值;否则,应进行空间尺度转换 空间尺度转换:按GB/T39468一2020中4.4.1的规定对已检反照率遥感产品进行空间尺度转 换,获取与待检反照率遥感产品像元尺度相一致的反照率,作为待检反照率遥感产品的像元尺 度相对真值。 g 准确度评价:按GB/T36296一2018中6.1的准确度评价指标定量计算待检反照率遥感产品的 准确度,准确度评价指标应包括但不限于均方根误差、相关系数。 不确定度分析:按GB/T36296一2018中6.2的不确定度评价指标定量计算待检反照率遥感产 品的不确定度,不确定度指标应包括但不限于标准差

    检验报告封面应包括但不限于以下信息: 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

    检验报告封面应包括但不限于以下信息: 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待检反照率遥感产品概述

    对待检验的反照率遥感产品进行描述,应包括但不限于以下信息: a)产品的数据源、待检时空覆盖范围、时空分辨率、地理参考; b)待检反照率遥感产品类型,如波段、观测几何等; c)产品主要算法以及算法的特点。

    6.2.2参考对象描述

    对作为参考对象的验证数据集进行描述,宜包括: 检验数据集的常规信息,如参考对象类型、基本信息[地面测量仪器,地面测量仪器空间覆盖范 围和记录频率,高分辨率反照率影像空间分辨率和日期(或景数),已检遥感产品时空分辨率」、 检验场概况、样本分布等; b)检验数据集反照率类型,如波段、观测几何等

    对作为参考对象的验证数据集进行描述,宜包括: a 检验数据集的常规信息,如参考对象类型、基本信息[地面测量仪器,地面测量仪器空间覆盖 围和记录频率,高分辨率反照率影像空间分辨率和日期(或景数),已检遥感产品时空分辨率 检验场概况、样本分布等; b)检验数据集反照率类型,如波段、观测几何等

    6.2.3检验方法及流程

    对采用的检验方法和检验过程进行描述,宜包括: a) 检验方法; b)检验流程; c)不确定性分析; d)检验结果的评价指标; e)检验结果。

    6.2.4真实性检验结论

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    对真实性检验的评价结果进行描述,宜包括: a)真实性检验结果评价:描述所检反照率遥感产品的准确度; b)分项指标评价:描述所检反照率遥感产品在不同检验方法中的结果; c)分析检验过程中的不确定性,

    对反照率遥感产品其实性检验过程中的非常规可 题进行说明与描述,可包括对产品准确度或不确 定度时空特点评价,对产品算法改进建议 事项描述等

    6.3检验报告信息简表

    反照率遥感产品真实性检验报告简表编制见GB/T36296一2018的附录D.样例见附录G。

    (资料性) 空间代表性评价方法 可利用空间分辨率高于待检反照率遥感产品的反照率遥感数据,通过地统计学中的半变异函数确 定地面辐射测量站点的反照率空间代表性。 提取待验证像元内的所有高分辨率反照率像元Z(1),Z(2),",Z(;),在满足二阶平稳条件 下,半变异函数由式(A.1)计算:

    空间间隔距离,又称带后距离,单位为米(m); 厂(h) 一距离相隔为h的半变异函数值; N(h) 一 距离相隔为h的用于计算半变异函数值的像元对数; Z(;) 一高分辨率像元位置:的反照率; Z(α;十h)一一高分辨率像元位置α;十h的反照率。 拟合半变异函数最常用的模型是基台值模型,包括球型模型(Spherical)、指数模型(Exponential 和高斯模型(Gaussian)等。衡量变异程度的指标有基台值、变程和块金值三个参数。基台值反映地表 又照率的变异强度,基台值越小,说明地表反照率均一性越好,反之,空间异质性越强。变程可反映像元 内地表反照率分布的最小异质性单元。块金值可反映地表反照率的不连续性。 比较地面辐射测量站点的有效测量半径与待检反照率遥感产品像元分辨率。若地面的有效测量半 径与像元分辨率相近,认为该站点的空间代表性较好,测量值可作为像元尺度相对真值。若地面的有效 则量半径小于像元分辨率,比较半变异函数的变程与有效测量半径,如果有效测量半径与变程相近,则 认为该站点空间代表性较好,测量值可作为像元尺度相对真值

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    附录B (规范性) 上行/下行辐射测量

    5,.可用于测单描射的 错光谱范围直为38Unm~ 2500nm。测量目标物(陆地地表或水体地表)的上行辐射和下行辐射,两者之比作为地面测量的反照 率。辐射表测量计算的反照率为宽波段反照率,光谱仪测量计算法的反照率为光谱反照率。 B.1.2用于固定测量仪器的测量塔架

    B.2.1测量时间应依据待检反照率遥感产品时间确定,数据采集频率应不低于10min一次。 B.2.2 测量人员应身着深色服装。 B.2.3测量上行地表辐射与下行辐射的仪器应固定在塔架一端,保持水平。 B.2.4宜尽量避免测量设备和测量人员阴影对目标物测量的影响。 B.2.5测量仪器的架设高度宜距离样本表面大于1m

    C.1辐射数据选择方法

    C.1.1下行辐射阈值选择法

    附录C (资料性) 地面测量辐射数据处理

    绘制下行辐射值随时间的变化曲线,确定阈值,阈值以下的观测被认为是有云污染的观测,选择阈 值以上的下行辐射观测值

    C.1.2云信息判断选择法

    利用云产品,提取对应时刻对应位 0.2的认为是有云

    C.1.3直射光与散射光比选择法

    与散射辐射的比值。比值小于3认为是有云,选择比值大于3时的地面测量下行辐射通量

    C.1.4地表太阳入射辐射与理论晴空下行辐射比值选择法

    论晴空下行辐射通量的比值。若比值大 择该地面测量的下行辐射通量

    C.2地面辐射数据与待检反照率遥感产品时间一致性处理

    地面测量辐射通量计算的真实反照率与反照率遥感产品保持时间一致性。若待检反照率遥感产品 为瞬时反照率,两者时间一致,宜取待检反照率遥感产品中真实反照率或黑天空反照率太阳入射角度下 对应测量时刻前后半小时的辐射均值再进行后续处理,代表该时刻地面测量的真实反照率。若反照率 遥感产品为合成反照率,两者时间不一致,对地面测量的上行/下行辐射通量按遥感反照率产品的合成 方法进行辐射通量合成,再后续处理代表地面测量的该合成时间范围的反照率

    D.1光谱反照率与窄波段反照率转换

    当地面测量为光谱反照率时,按照公式(D.1)计算窄波段反照率

    中: α(Λ;) 目标传感器波段i的反照率; w(入) 目标传感器波段讠的光谱响应函数; α(入) 地面测量的连续光谱反照率; 入 目标传感器波段i的起始波长,单位为纳米(nm); 入, 目标传感器波段i的终止波长,单位为纳米(nm)。

    当地面测量为光谱反照率,按照公式(D.2)计算宽波段反照率:

    GB/T412792022

    :()()da α(A,) w;()d

    F()α()d α(A) F(a)da

    F()()d α(A) .... D.2 "F(α)da

    式中: α(Λ) 宽波段反照率; F(入) 光谱反照率对应波长太阳下行辐射通量,单位为瓦每平方米纳米[W/(m·nm)]; α(入) 地面测量的连续光谱反照率; 入 宽波段反照率起始波长,单位为纳米(nm); 入 宽波段反照率终止波长,单位为纳米(nm)

    D.3传感器之间波段转换

    具有各自波段响应特征的两个传感器波段之间转换,如将待转换传感器波段转换为目标传感器 i,可将待转传感器所有波段或相关波段通过经验系数加权,按照公式(D.3)计算:

    α(A,)——目标传感器波段i的反照率; α(A,)——待转换传感器波段i的反照率; 待转换传感器波段j的权重; J 待转换传感器参与转换的波段总数 6 常数。 注:本公式也适用于窄波段反照率转换为宽波段反照率

    (A)=c×α(A,)+b

    α(A;) 一目标传感器波段的反照率; α(Λ,)一待转换传感器波段j的反照率; C 待转换传感器波段j的权重; 待转换传感器参与转换的波段总数; 常数, 注:本公式也适用于窄波段反照率转换为宽波段反照率,可将宽波段反照率范围涵盖的窄波段或相关窄波段

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    窄宽波段转换系数为权重加权窄波段反照率,其中,α(A,)为宽波段反照率,c,为窄宽波段转换系数

    (规范性) 真实反照率计算 本文件中定义的地表反照率(3.1)是一个广义概念高速公路标准规范范本,针对入射辐射的不同情况,可分为黑天空反照 率(3.2)、白天空反照率(3.3)和真实反照率(3.4)。 黑天空反照率和白天空反照率可由遥感数据直接定量估算,反照率遥感产品一般仅提供黑天空反 照率和白大空反照率,不反演真实反照率。而真实反照率可由黑大空反照率和白大空反照率以大空散 时光比例(3.5)加权按式(E.1)计算。地面测量计算得到反照率为真实反照率,反照率遥感产品进行直 接检验时,应按照式(E.1)由反照率遥感产品计算真实反照率进行检验

    式中: 真实反照率; α gsA 黑天空反照率; α wsA 白天空反照率; 天空散射光比例

    式中: 真实反照率; α ESA 黑天空反照率; a wsA 白天空反照率; 天空散射光比例

    附录F (资料性) 天空散射光比例获取方法

    利用朝上的辐射表,通过遮光环在太阳入射方向遮挡太阳直射辐射,测量天空散射辐射(可用太阳 追踪装置)。用朝上的辐射表,直接测量总下行辐射。天空散射辐射除以总下行辐射得到天空散射光比 例。在开阔空间开展测量,即无障碍物遮挡天空,辐射表保持水平

    通过6S或MODTRAN等大气校正软件,输人实测或大气遥感产品中的大气参数(水汽、气溶胶 等)、太阳角度、地表高程等,模拟得到该大气状态下天空漫散射和下行总辐射,两者之比即为天空散射 光比例。

    反照率类型 反照率影像为坏环境 波波段黑天空反照率,短波波段白 天空反照率

    水泥标准规范范本感产品真实性检验报告信息简表样例直接检

    信息 从结果来看,产品总体准确度较高,由于多源数据引人,增加了观测频率,在观测数据充足,产品与 (评价 性表现非常好,特别雪覆盖时期,多数产品难以捕提地表变化,该产品的相关系数可达0.836;但是 结果、 身的不确定性也限制了产品的准确度,在观测数据不足时,会引入更多的误差。算法需要进一步又 改进 质量进行控制,更进一步提高产品的准确度。用户使用产品过程,可通过质量标识选择质量最优的 建议 反演质量标识为差的结果准确度可能较低

    ....
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