ICS35.240.70 CCS A 77 中华人民共和国国家标准 GB/T41534—2022 地表温度遥感产品真实性检验 Validation of surface temperature remote sensing products 2023-02-01实施 2022-07-11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/T41534—2022 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 2 3 术语和定义 基本要求 检验方法 5 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 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 17 参考文献 19 GB/T41534—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。 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、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。 1 GB/T41534—2022 引言 地表温度是地球表层系统过程中一个非常重要的特征物理量，它体现了陆地、海洋和大气之间相互 作用的综合结果，是研究地表和大气之间物质和能量交换、全球海洋环流、气候变化异常等科学问题不 可或缺的一个重要参数，涉及众多基础学科和重大应用领域。利用热红外遥感数据可反演出空间和时 间连续的地表温度，在气候、农业、环境和灾害监测等领域具有重要应用价值 本文件针对地表温度遥感产品的真实性检验问题，结合国际上现有的各种地表温度产品真实性检 验方法，全面、系统、深入地开展了地表温度遥感产品的真实性检验标准化研究，提出了地表温度遥感产 品真实性检验方法和评价标准，使其在保证先进性的同时具有一定的可操作性和普适性，为地表温度遥 感产品的精度评价和不确定度分析提供统一的标准，作为与地表温度遥感产品真实性检验相关的各行 业共同标准，为推动我国对地观测技术的创新与发展提供技术支撑 本文件的发布机构提请注意，声明符合本文件时，可能涉及到附录A中A.3与“一种非接触式地表 温度测定仪及方法（ZL201711179814.6）”相关的专利的使用 本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场 该专利持有人已向本文件的发布机构承诺，他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下， 就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。相关信息可以通过以下 联系方式获得： 专利持有人：中国科学院地理科学与资源研究所，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所。 地址：北京市朝阳区大屯路甲11号。 请注意除上述专利外，本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的 责任。 II GB/T41534—2022 地表温度遥感产品真实性检验 1范围 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 规范性引用文件 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—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 亮度温度 brightnesstemperature 亮温 在同一波长处，与热辐射体辐射亮度相同的黑体的温度。 注：单位为开尔文（K）。 ［来源：GB/T36299—2018，3.14] 3.2 地球表面温度 surfacetemperature 表征地[球］表[面厚度等于穿透深度（范围0.110倍波长）的表皮的综合温度 注：遥感数据反演得到的地表温度是在遥感器获取的亮度温度的基础上消除了大气和发射率影响后的地表非同温 混合像元的等效温度（即方向辐射计温度），包括陆地表面温度和海洋表面温度，单位为开尔文（K） 3.3 真实性检验 validation 通过独立方法评价待检遥感产品与客观实际的吻合程度并分析其不确定度的过程。 【来源：GB/T362962018.3.2 3.4 相对真值 relative true value 对于给定的目的，可用其来代替真值的值。 注：通常，对于给定的目的，由于相对真值和真值充分接近，故认为相对真值和真值的差可忽略。 ［来源：GB/T36296—2018，3.4，有修改］ 3.5 准确度 accuracy 测试结果或测量结果与真值间的一致程度 1 GB/T41534—2022 ［来源：GB/T3358.2—2009,3.3.1 3.6 不确定度 uncertainty 表征被测量值分散性，与测量结果相联系的非负参数 注：定量说明了测量结果的质量，可用以指示测量结果的可信性、有效性的怀疑程度 【来源：GB/T36296一2018，3.10，有修改 4基本要求 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； (p 检验过程宜同时考地类差异、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3c）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直实性检验时，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。 5检验方法 5.1检验方法概述 可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)1 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)3 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 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。 5.2 2检验方法选择 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： 2 GB/T41534—2022 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廓线数据时，采用正向模型仿真检验法； 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； c） (P 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直接检验法 5.3.1实施条件和要求 直接检验法的实施条件和要求如下： a) 应具备地表温度数据采集条件，且载荷过境时刻晴空无云，风力应小于4级： 验证场地应具有大于（3X3）个载荷像元对应的地面面积，验证场地的地表类型均质或者地表 b) 类型简单且分布已知的非均质地表； c） 验证场应相对地势平坦，对于具有一定三维结构的地类，如稀疏植被和垄状分布的农田等，宜 考感载荷过境时刻太阳导致的阴影效应； d) 样本应选择温度空间变异性（标准差）不高于0.5K的均一地表，例如湖面、海面、茂密植被 区等； e） 样点布设的地表温度采集仪器观测精度高且稳定，周边无明显影响数据采集的大目标遮挡物； 地表温度测量宜采用全自动方式，并应配套采集其他辅助数据，包括大气下行辐射数据和地表 发射率：其中，天气下行辐射数据应同步采集，地表发射率的测量时刻宜接近真实性检验时刻， 且宜考虑地表发射率的时效性，样本不应发生降雨或者林火等改变发射率数值的事件； g) 地表温度的时间采样间隔应小于1min特殊情况下，地表