《《高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn) 場地評價(jià)》 編制說明》

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《高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)場地評價(jià)》

編制說明

一、工作簡況

（一）任務(wù)來源

2022年11月30日經(jīng)中國遙感應(yīng)用協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)化分會組織委員及專家評估，《高分

衛(wèi)星遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)場地評價(jià)》獲批立項(xiàng)，該規(guī)范由中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研

究院牽頭完成規(guī)范的制定任務(wù)。該標(biāo)準(zhǔn)由中國遙感應(yīng)用協(xié)會歸口。

（二）起草單位及主要起草人

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院、西南大學(xué)、中國科學(xué)院地理科

學(xué)與資源研究所、北京師范大學(xué)、中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境研究院、中國科學(xué)院東北地

理科學(xué)與資源研究所。

本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草人及主要貢獻(xiàn)如下表：

序號姓名單位主要貢獻(xiàn)

1中國科學(xué)院空天信負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)資料的查閱、收集；標(biāo)

息創(chuàng)新研究院準(zhǔn)文本的起草、撰寫；征集、整理和

聞建光

歸納相關(guān)的意見和建議，并進(jìn)行修

改。

2中國科學(xué)院空天信組織召開研討會，對標(biāo)準(zhǔn)的修改提

宮寶昌

息創(chuàng)新研究院出建議。

3中國科學(xué)院空天信組織召開研討會；征集、整理和歸納

息創(chuàng)新研究院相關(guān)的意見和建議以及行業(yè)內(nèi)征求

肖青

意見和標(biāo)準(zhǔn)送審；對標(biāo)準(zhǔn)的修改提

出建議。

4馬明國西南大學(xué)對標(biāo)準(zhǔn)的修改提出建議。

5中國科學(xué)院空天信對標(biāo)準(zhǔn)的修改提出建議。

馬靈玲

息創(chuàng)新研究院

6劉紹民北京師范大學(xué)對標(biāo)準(zhǔn)的修改提出建議。

7車濤中國科學(xué)院西北生對標(biāo)準(zhǔn)的修改提出建議。

1

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態(tài)環(huán)境研究院

8中國科學(xué)院東北地對標(biāo)準(zhǔn)的修改提出建議。

宋開山理科學(xué)與資源研究

所

9中國科學(xué)院地理科對標(biāo)準(zhǔn)的修改提出建議。

方紅亮

學(xué)與資源研究所

（三）主要工作過程

起草階段：

1.2020年3月，《高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)：場地評價(jià)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制項(xiàng)目啟動，

成立了編制小組，明確了研究內(nèi)容的范圍、計(jì)劃和任務(wù)分工。

2.2020年4-9月，文獻(xiàn)調(diào)研與資料收集，重點(diǎn)關(guān)注空間代表性評價(jià)的相關(guān)研究。

3.2020年10月-2021年3月，編制小組進(jìn)行討論，確定規(guī)范撰寫大綱。

4.2021年4月-8月，完成標(biāo)準(zhǔn)初稿，編制小組討論，對初稿進(jìn)一步完善，形成規(guī)范草

案。

5.2021年9月-12月，與具有國家標(biāo)準(zhǔn)撰寫經(jīng)驗(yàn)的專家討論，對草案中的術(shù)語、技術(shù)

路線進(jìn)行修訂。

6.2022年1月-4月，關(guān)注場地評價(jià)工作的最新研究進(jìn)展，對草案技術(shù)路線進(jìn)行完善。

7.2022年5月-8月，開展專家評審，針對專家建議對草案進(jìn)行修改。

8.2022年9月-10月，開展遙感應(yīng)用協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)化分會2022年線上年會，對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行

立項(xiàng)答辯。

9.2022年11月-12月，《高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)：場地評價(jià)》獲批立項(xiàng)，完善

標(biāo)準(zhǔn)，撰寫編制說明。

二、國家標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定國家標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

（一）編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)的編制以服務(wù)于規(guī)劃地面觀測為目標(biāo)，以規(guī)范性和可操作性為第一宗旨。本

標(biāo)準(zhǔn)的編制原則遵循“定義清晰、流程標(biāo)準(zhǔn)、要求明確、操作簡便”。通過對現(xiàn)有真實(shí)性

檢驗(yàn)場地評價(jià)方法的調(diào)研歸納，明確了但不限于高分衛(wèi)星遙感真實(shí)性檢驗(yàn)場地評價(jià)的

一般流程，形成流程標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的場地評價(jià)工作，從而確保真實(shí)性檢驗(yàn)場地評價(jià)工

作的一致性。

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（二）標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容的依據(jù)

國內(nèi)外目前還沒有針對場地評價(jià)方法的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是基于定標(biāo)場

地選擇的角度，對場地大小、地勢、環(huán)境、地表覆蓋提出了一般性的要求，同時(shí)也作為

了本標(biāo)準(zhǔn)測評指標(biāo)設(shè)計(jì)的參考依據(jù)之一。本標(biāo)準(zhǔn)的編制是通過編寫人員積累的多個(gè)場

站大量的空天地觀測數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一套適用于高分衛(wèi)星遙感真實(shí)性檢驗(yàn)場地評

價(jià)的指標(biāo)體系和評價(jià)方法。

1.術(shù)語和定義

本標(biāo)準(zhǔn)制定過程中的術(shù)語和定義主要參照國家標(biāo)準(zhǔn)以及國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域前沿論文

中的資料進(jìn)行定義。包括遙感產(chǎn)品、場地評價(jià)、指標(biāo)體系、真實(shí)性檢驗(yàn)、遙感產(chǎn)品真實(shí)

性檢驗(yàn)地面觀測場、標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)、參考數(shù)據(jù)7個(gè)，主要參考和引用了《GB/T36299-2018

光學(xué)遙感輻射傳輸基本術(shù)語》、《GB/T36296-2018遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)導(dǎo)則》、《GB/T

32453-2015衛(wèi)星對地觀測數(shù)據(jù)產(chǎn)品分類分級規(guī)則》、《GB/T39468-2020陸地定量遙感產(chǎn)

品真實(shí)性檢驗(yàn)通用方法》中的定義。

2.基本要求

本標(biāo)準(zhǔn)中的真實(shí)性檢驗(yàn)場是針對但不限于高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品的真實(shí)性檢驗(yàn)場站網(wǎng)，

在場地評價(jià)中應(yīng)遵循以下基本要求：

a）遙感真實(shí)性檢驗(yàn)場地評價(jià)指標(biāo)應(yīng)涵蓋標(biāo)準(zhǔn)中建立的7項(xiàng)一級指標(biāo)；

b）真實(shí)性檢驗(yàn)場地評價(jià)數(shù)據(jù)集應(yīng)滿足真實(shí)性檢驗(yàn)場地評價(jià)指標(biāo)計(jì)算要求；

c）真實(shí)性檢驗(yàn)場地評價(jià)指標(biāo)的輸入和輸出數(shù)據(jù)應(yīng)符合場地評價(jià)數(shù)據(jù)集對數(shù)據(jù)組織

方式的要求。

（三）主要試驗(yàn)技術(shù)論證，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果

（1）技術(shù)論證

本標(biāo)準(zhǔn)在編制過程中，充分考慮科學(xué)實(shí)踐中的技術(shù)可行性。參照國際衛(wèi)星對地觀測

委員會（CEOS）對定標(biāo)和真實(shí)性檢驗(yàn)場選址要求，研究算法測評場地各類評價(jià)指標(biāo)的

評價(jià)方法和評分標(biāo)準(zhǔn)，形成算法測評場地選擇指標(biāo)體系。評價(jià)指標(biāo)選取標(biāo)準(zhǔn)需具有代表

性、可比較性、可計(jì)算性、完整性、定性與定量相結(jié)合。算法測評場地選擇指標(biāo)體系是

由若干個(gè)單項(xiàng)評價(jià)因子及其權(quán)重值構(gòu)成的有機(jī)整體。所選擇的指標(biāo)既能真實(shí)反映各類

算法測評場地的特征，又能便于遙感信息的提取。

通過大量的文獻(xiàn)閱讀、對比、總結(jié)，將算法測評場地的評價(jià)指標(biāo)分為七個(gè)方面：地

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理特征、輻射特征、大氣氣候特征、地面基礎(chǔ)設(shè)施、載荷滿足度、場地?cái)?shù)據(jù)積累和不可

控因素。每一類評價(jià)指標(biāo)又包括多個(gè)二級指標(biāo)，共計(jì)7項(xiàng)一級指標(biāo)和30項(xiàng)二級評價(jià)指

標(biāo)。

對于場地評價(jià)指標(biāo)的選擇，地理特征主要評價(jià)站點(diǎn)的地面狀況和基本特征，如面積、

地形、空間代表性等；地面驗(yàn)證數(shù)據(jù)多來自與太陽輻射相關(guān)的觀測，因此輻射特征指標(biāo)

體現(xiàn)站點(diǎn)區(qū)域內(nèi)接收太陽輻射時(shí)表現(xiàn)出來的相關(guān)特性，短期穩(wěn)定性、長期穩(wěn)定性和地表

方向性指標(biāo)都較好理解，而選擇光譜曲線平滑度指標(biāo)的目的則是評價(jià)地物光譜曲線的

波動情況，如果光譜曲線沒有太強(qiáng)烈的波峰波谷，即使傳感器制造過程中通道有所偏

離，也可以捕捉到場地的光譜特征，如果波動過大，同樣的情況下傳感器可能無法捕捉

到；天氣對于遙感地面觀測有較大的影響，需要將站點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的大氣氣候特征納入評價(jià)

體系內(nèi)；為判斷站點(diǎn)是否能驗(yàn)證不同載荷的遙感產(chǎn)品，引入了載荷滿足度指標(biāo)；場地地

面的儀器基礎(chǔ)和已有數(shù)據(jù)積累決定了該站點(diǎn)的硬件條件和可獲取驗(yàn)證數(shù)據(jù)的數(shù)量和種

類；考慮到研究人員的安全，一些不可控因素如自然災(zāi)害、治安在場地選擇過程中也需

要進(jìn)行評估。

真實(shí)性檢驗(yàn)場場地評價(jià)指標(biāo)體系的各項(xiàng)指標(biāo)及說明如下表所示：

表1真實(shí)性檢驗(yàn)場評價(jià)指標(biāo)體系

一級指標(biāo)二級指標(biāo)說明

場地面積可開展野外實(shí)驗(yàn)的均勻區(qū)場地面積

場地地形地表坡度和DEM特征

地理特征

空間均勻性不同空間尺度的場地一致性

空間代表性站點(diǎn)所能代表的空間觀測范圍

短期穩(wěn)定性相鄰日期（一周內(nèi)）地表反射率/紅外輻射的變化情況

長期穩(wěn)定性不同季節(jié)地表特征和地表反射率/紅外輻射的變化情況

輻射特征

地表方向性不同角度下地表反射率/紅外輻射的一致性

光譜曲線平滑度地物反射率/發(fā)射率光譜曲線特波動程度

風(fēng)力情況一年中的風(fēng)速風(fēng)向統(tǒng)計(jì)情況

氣溶膠光學(xué)厚度時(shí)間序列氣溶膠光學(xué)厚度

粒子譜分布?xì)馊苣z粒子譜分布

大氣氣候特征大氣廓線獲取溫度、濕度、氣壓等數(shù)據(jù)的大氣廓線

水汽含量整層水汽含量

在給定時(shí)間內(nèi)，太陽直接輻射照度達(dá)到或超過120W/m2的各段時(shí)間的

日照時(shí)數(shù)

總和

載荷空間分辨率滿

載荷滿足度場地特征可適用評價(jià)不同空間分辨率載荷的數(shù)量

足度

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載荷光譜范圍滿足

場地特征及觀測手段可適用于不同載荷的光譜覆蓋范圍

度

載荷產(chǎn)品類型滿足

場地特征及其觀測手段可適用于不同載荷的產(chǎn)品類型數(shù)量

度

可達(dá)性交通便利性

地面儀器基礎(chǔ)地面已有儀器類型

地面儀器維護(hù)地面儀器的維護(hù)保養(yǎng)情況

地面基礎(chǔ)設(shè)施

地面人員數(shù)量當(dāng)?shù)丶夹g(shù)人員數(shù)量

地面人員保障當(dāng)?shù)丶夹g(shù)人員的專業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)

站點(diǎn)運(yùn)行可持續(xù)性當(dāng)?shù)卣军c(diǎn)一年中可運(yùn)行的時(shí)間以及連續(xù)多年運(yùn)行的能力

地表反射率

地表溫度/發(fā)射率

場地?cái)?shù)據(jù)積累是否有對應(yīng)場地觀測數(shù)據(jù)積累、積累數(shù)據(jù)覆蓋的時(shí)間空間范圍

大氣氣溶膠

氣象數(shù)據(jù)

人為因素人類活動對環(huán)境的干擾程度

不可控因素地質(zhì)災(zāi)害當(dāng)?shù)氐淖匀粸?zāi)害史及潛在的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)

社會治安當(dāng)?shù)氐闹伟矤顩r和開展試驗(yàn)的安全性

根據(jù)各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的通用或在行業(yè)內(nèi)的定義及計(jì)算方法，給出各評價(jià)指標(biāo)定量的數(shù)

學(xué)模型或定性的表達(dá)方法，便于定量分析各個(gè)場地在各個(gè)指標(biāo)之間的相對差異，更有目

的性的開展真實(shí)性檢驗(yàn)場評價(jià)工作。

根據(jù)需要檢驗(yàn)的高分產(chǎn)品等級、空間分辨率、精度要求等指標(biāo)，篩選與之具有相關(guān)

性的評價(jià)指標(biāo)。利用待評價(jià)場地的多時(shí)相衛(wèi)星數(shù)據(jù)和地面多源數(shù)據(jù)，對篩選后的指標(biāo)進(jìn)

行逐一的分析并計(jì)算出每項(xiàng)指標(biāo)的得分。隨后，通過專家打分結(jié)合層次分析法（AHP），

賦予評價(jià)指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)重，參與到場地評價(jià)結(jié)果的計(jì)算中。

在重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“統(tǒng)一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的地基場網(wǎng)綜合驗(yàn)證技術(shù)”工作中，基于本標(biāo)準(zhǔn)針

對國內(nèi)多個(gè)真實(shí)性檢驗(yàn)場站開展了評價(jià)及甄選工作。通過建立統(tǒng)一的評價(jià)指標(biāo)模型，利

用統(tǒng)一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的衛(wèi)星及地面數(shù)據(jù)，基于本標(biāo)準(zhǔn)建立的規(guī)范對民勤、呼倫貝爾、凈月潭、

沽源、東營、烏海、吐魯番、格爾木、錫林浩特、懷來、黑河等多個(gè)真實(shí)性檢驗(yàn)場站的

評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了計(jì)算和評分，依據(jù)評價(jià)結(jié)果最終甄選了民勤、呼倫貝爾、凈月潭、沽源、

格爾木、懷來、錫林浩特7個(gè)真實(shí)性檢驗(yàn)場，場地分布及評分結(jié)果如下所示：

表2通過場地評價(jià)甄選的7個(gè)真實(shí)性檢驗(yàn)場評價(jià)得分

民勤呼倫貝爾凈月潭沽源懷來格爾木錫林浩特

場地面積7.57.57.57.57.57.57.5

場地地形7.87.417.417.87.87.417.8

空間代表性12.212.212.212.212.212.212.2

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短期穩(wěn)定性4.72.823.293.293.293.293.29

長期穩(wěn)定性6.24.343.723.13.13.13.1

地表方向性2.482.172.793.13.12.792.79

光譜曲線平滑度4.24.24.24.24.24.24.2

風(fēng)力情況2.62.62.62.62.342.62.6

粒子譜分布2.32.32.32.32.32.32.3

大氣廓線1.81.81.81.81.81.81.8

日照時(shí)數(shù)2.432.162.162.162.162.432.43

地面儀器基礎(chǔ)5.95.95.95.95.95.95.9

地面儀器維護(hù)7.87.87.87.87.87.87.8

站點(diǎn)運(yùn)行可持續(xù)性8.55.955.15.955.958.55.95

地表反射率數(shù)據(jù)3.13.13.13.13.13.13.1

地表反照率3.73.73.73.7

3.73.73.7

/發(fā)射率數(shù)據(jù)

大氣氣溶膠數(shù)據(jù)2.82.82.82.82.82.82.8

氣象數(shù)據(jù)3.83.83.83.83.83.83.8

人為因素3.93.513.123.93.93.93.9

地質(zhì)災(zāi)害2.42.42.42.42.42.42.4

社會治安3333333

總分99.1191.4690.6992.492.1494.5292.36

圖1通過場地評價(jià)甄選的7個(gè)真實(shí)性檢驗(yàn)場分布圖

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（2）預(yù)期效果

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了高分衛(wèi)星遙感真實(shí)性檢驗(yàn)場地評價(jià)的方法與流程。地面觀測場是高分

衛(wèi)星遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)的基礎(chǔ)條件之一，衛(wèi)星觀測、地面驗(yàn)證和遙感應(yīng)用都是針對某

一場地進(jìn)行的。通過確立嚴(yán)謹(jǐn)全面的評價(jià)體系和指標(biāo)測算方法，規(guī)范評價(jià)方法和流程，

建立高分衛(wèi)星遙感真實(shí)性檢驗(yàn)場地評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)體系，選擇適當(dāng)?shù)倪b感真實(shí)性檢驗(yàn)場地，

對提高真實(shí)性檢驗(yàn)可靠性、提升高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品應(yīng)用水平具有重要意義。

（四）采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的程度，以及與國際、國外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對比情

況，或與測試的國外樣品、樣機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)對比情況；

目前國內(nèi)外還沒有關(guān)于真實(shí)性檢驗(yàn)場地評價(jià)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)通過對大量觀測

數(shù)據(jù)的分析并根據(jù)相關(guān)研究論文資料和工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)而形成。該標(biāo)準(zhǔn)通過確立嚴(yán)謹(jǐn)全

面的評價(jià)體系和指標(biāo)測算方法，規(guī)范評價(jià)方法和流程，建立了高分衛(wèi)星遙感真實(shí)性檢驗(yàn)

場地評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)體系，首次建立了場地評價(jià)指標(biāo)定量化的分析和評價(jià)方法，對提高真實(shí)

性檢驗(yàn)精度、提升高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品應(yīng)用水平具有重要作用。

（五）與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系；

該標(biāo)準(zhǔn)與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)無關(guān)聯(lián)。

（六）重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)；

本標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，向相關(guān)科研業(yè)務(wù)部門征詢意見，無重大分歧意見。

（七）國家標(biāo)準(zhǔn)作為強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)或推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)的建議；

建議作為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。

（八）貫徹國家標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議（包括組織措施、技術(shù)措施、過渡辦法等內(nèi)容）；

目前，我國還沒有真實(shí)性檢驗(yàn)場地評價(jià)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)首次建立了場地評價(jià)指

標(biāo)定量化的分析和評價(jià)方法，對提高真實(shí)性檢驗(yàn)可靠性、提升高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品應(yīng)用水

平具有重要意義。

建議本標(biāo)準(zhǔn)通過審定后盡快發(fā)布，將在相關(guān)學(xué)術(shù)團(tuán)體、行業(yè)用戶、企事業(yè)單位中通

過各種渠道宣傳推廣本標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)和宣貫，以保證標(biāo)準(zhǔn)的貫徹實(shí)施。

（九）廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議；

無。

（十）其他應(yīng)予說明的事項(xiàng)。

無。

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《高分衛(wèi)星遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)：場地評價(jià)》編制小

組

2022年12月

參考文獻(xiàn)：

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[4]GB/T3358.2-2009統(tǒng)計(jì)學(xué)詞匯及符號第2部分：應(yīng)用統(tǒng)計(jì)

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