ICS33.200 CCS A 77 中华人民共和国国家标准 GB/T41537—2022 积雪面积遥感产品真实性检验 Validation of snow cover area remote sensing products 2023-02-01实施 2022-07-01发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T41537—2022 目 次 前言 引言 范围 2 规范性引用文件 3术语和定义 参考对象 7 5 基本要求 6 检验方法 6.1 检验方法选择 6.2 直接检验法 6.2.1 积雪面积二值遥感产品直接检验法 6.2.2 积雪面积比例遥感产品直接检验法 6.3间接检验法 7 检验报告 7.1 封面信息 7.2 正文信息 7.2.1 待检积雪面积遥感产品概述 7.2.2 参考对象描述 7.2.3 检验方法及流程 7.2.4真实性检验结论 7.2.5 附加信息 7.3检验报告信息简表 附录A（资料性） 高空间分辨率遥感数据积雪面积二值图获取方法 附录B（资料性） 高空间分辨率积雪面积遥感数据空间一致性转换方法 附录C（资料性） 基于误差矩阵的积雪面积二值遥感产品准确度和不确定度指标计算方法· 10 附录D（资料性） 高空间分辨率遥感数据积雪面积比例图获取方法 13 附录E（资料性） 积雪面积遥感产品真实性检验报告信息简表样例 14 参考文献 16 GB/T41537—2022 前言 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。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 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：中国科学院西北生态环境资源研究院、中国科学院青藏高原研究所、中国科学院 空天信息创新研究院、兰州大学、国家卫星气象中心、南京大学。 本文件主要起草人：郝晓华、车涛、王建、李弘毅、李新、刘照言、黄广辉、郑照军、肖鹏峰、黄晓东、 闻建光。 II GB/T41537—2022 引言 积雪面积影响全球尺度的辐射平衡、能量交换和水文循环，是水文和气候模型的重要输入变量。遥 感监测积雪面积具有宏观、快速、动态、经济等特点，是积雪监测的重要途径。 随着卫星观测能力的提高和反演算法的发展，积雪面积遥感产品已经日臻成熟，然而，全面独立的真实 性检验工作仍远远落后于产品的生产，更缺乏一套行之有效的验证操作规范。制定科学、规范的针对积 进其定量化应用。 GB/T41537—2022 积雪面积遥感产品真实性检验 1范围 本文件规定了积雪面积遥感产品真实性检验的参考对象、基本要求、检验方法和检验报告。 本文件适用于积雪面积遥感产品中的二值产品和比例产品的真实性检验。 2规范性引用文件 2 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 本文件。 GB/T36296—2018 遥感产品真实性检验导则 GB/T39468一2020陆地定量遥感产品真实性检验通用方法 3 术语和定义 GB/T36296—2018、GB/T39468—2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 积雪像元 snowpixel 地物类型仅含积雪地表覆盖的像元。 3.2 积雪混合像元 mixedsnowpixel 地物类型除积雪地表覆盖外，也含其他地表覆盖的像元。 3.3 非积雪像元 Enon-snowpixel 地物类型不含积雪地表覆盖的像元。 3.4 积雪深度 snow depth 从积雪表面到雪下地面之间的垂直深度。 注：积雪深度是积雪观测最基本的物理量，是雪水当量估算、流域水量平衡和融雪径流模拟的重要参数，常用单位 为厘米（cm）。 3.5 积雪面积二值遥感产品binarysnowcoverarearemotesensingproduct 像元仅表示地表覆盖是否为积雪类型的积雪面积遥感产品。 注：所有像元被分为“积雪像元”和“非积雪像元”两种类型，每个像元只能取值为其中一种类型。 3.6 积雪面积比例遥感产品 fractional snow cover area remote sensing product 像元表示积雪地表类型占比的积雪面积遥感产品。 注：像元包含积雪混合像元、积雪像元和非积雪像元。 1 GB/T41537—2022 3.7 全样本检验fullvalidation 对待检积雪面积遥感产品所有像元进行检验。 3.8 抽样检验 samplingvalidation 从待检积雪面积遥感产品空间范围内抽取部分像元进行检验。 4参考对象 积雪面积遥感产品真实性检验的参考对象包括： a）地面积雪深度数据：包括人工方法和自动气象站观测的积雪深度数据： b) 高空间分辨率遥感数据：本文件主要指分辨率远高于待检积雪面积遥感产品的可判别积雪覆 盖的光学遥感数据，可分为全色波段数据、多光谱数据和高光谱数据； c） 5基本要求 a) 参考对象的时相应在相对于待检积雪面积遥感产品不发生积雪变化的时间范围内； b） 参考对象空间分辨率应不低于待检积雪面积遥感产品空间分辨率； 6检验方法 6.1 检验方法选择 待检积雪面积遥感产品分为积雪面积二值遥感产品和积雪面积比例遥感产品，两种待检积雪面积 a) 当有高空间分辨率遥感数据时，优先采用直接检验法，该方法适用于积雪面积二值遥感产品和 积雪面积比例遥感产品真实性检验； b) 当有地面积雪深度数据时，采用直接检验法，该方法仅适用于积雪面积二值遥感产品的真实性 检验； c) 的其他积雪面积遥感产品时，可采用间接检验法中的交叉检验法，该方法适用于积雪面积二值 和积雪面积比例遥感产品真实性检验。 6.2 直接检验法 6.2.1积雪面积二值遥感产品直接检验法 直接检验法的参考对象包括高空间分辨率遥感数据和地面积雪深度数据。主要操作流程见图1， 具体如下： a）参考对象抽样设计。包含以下两方面内容： 1）参考对象为高空间分辨率遥感数据时，若参考对象可以覆盖整个待检遥感产品空间范围， 2 GB/T41537—2022 数量确定方式见GB/T36296—2018中公式（C.2）； 2） 参考对象为地面积雪深度数据时，采用抽样检验，样本数量确定方式见GB/T39468- 2020中B.3.2.2。 b）高空间分辨率遥感数据处理。包含以下两个具体步骤： 1）参考对象为高空间分辨率遥感数据时，首先生成高空间分辨率积雪面积二值遥感数据，方 法见附录A； 的相对真值，方法见附录B的B.2。 c) 地面积雪深度数据处理。包含以下两个具体步骤： 1） 参考对象为地面积雪深度数据时，设定积雪深度阈值为α，站点大于或等于α的像元视作 积雪像元，小于α的像元视作非积雪像元； 2） d) 准确度评价。采用总体精度、使用者精度、生产者精度和Kappa系数作为准确度评价指标，具 体计算方法见附录C。 不确定度分析。采用总体精度、使用者精度和生产者精度各自的方差、标准差和置信区间作为 不确定度分析评价指标，具体计算方法见附录C。 待检积需面积二值遥感产品 参考对象抽样设计 T 高空间分辨率遥感数据处理 地积深度数处现 空间一致性转换 + 准确度评价 不确定度分析 图1积雪面积二值遥感产品直接检验操作流程 6.2.2积雪面积比例遥感产品直接检验法 采用基于高空间分辨率遥感数据的检验法。主要操作流程见图2，具体如下： a) 参考对象抽样设计。按6.2.1步骤a)中1)的规定执行。 b) 高空间分辨率多光谱/高光谱数据处理。包含以下两个具体步骤： 1）参考对象为高空间分辨率多光谱/高光谱数据时，要求包含积雪混合像元，首先生成高空 间分辨率积雪面积比例遥感数据，方法见附录D： 2）空间一致性转换：其次通过高空间分辨率积雪面积比例遥感数据空间一致性转换方法获 3 GB/T41537—2022 取积雪面积比例遥感产品像元尺度相对真值，方法见B.3。 C) 高空间分辨率全色波段数据处理。包含以下两个具体步骤： 1）参考对象为高空间分辨率全色波段数据时，要求包含积雪混合像元，首先生成积雪面积二 值遥感数据，方法见附录A； 2） 空间一致性转换：其次通过高空间分辨率积雪面积二值遥感数据空间一致性转换方法获 取积雪面积比例遥感产品像元尺度相对真值，方法见B.4。 d) 准确度评价。采用均方根误差和平均绝对误差作为准确度评价指标，计算方法见GB/T36296一 2018附录A。 不确定度分析。采用均方根误差和平均绝对误差各自的标准差和方差作为不确定度分析评价 e 指标，计算方法见GB/T36296一2018附录B。 待检积雪面积比例遥感产品 参考对象抽样设计 高空间分辨率多光谱/高光谱数据处理 高空间分辨率全色波段数据处理 + 空问一致性转换 1 准确度评价 不确定度分析 图2积雪面积比例遥感产品直接检验操作流程 6.3间接检验法 积雪面积遥感产品的间接检验主要采用交叉检验法。主要操作流程见图3，具体如下： a） 参考对象获取。用于交叉检验的参考对象除了满足基本要求，还应满足以下三方面具体要求： 1）参考对象应与待检积雪面积遥感产品类型一致； 2）参考对象的空间分辨率不低于待检积雪面积遥感产品，采取全样本检验； 3）参考对象已经过真实性检验，其总体精度应不低于预估的待检产品精度。 b） 确定参考对象类型。根据参考对象的来源确定类型，具体包含以下两方面内容： 2）参考对象为积雪面积比例遥感产品，待检积雪面积遥感产品为积雪面积比例遥感产品。 c） 空间一致性判断。判断参考对象与待检积雪面积遥感