ICS07.040 A 77 中华人民共和国国家标准 GB/T 40038—2021 植被指数遥感产品真实性检验 Validation of vegetation index remote sensing products 2021-04-30发布 2021-11-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T 40038—2021 目 次 前言 引言 IV 1 范围 2 规范性引用文件 3术语和定义 基本要求 5 检验方法 5.1 检验方法选择 5.2 直接检验法 5.3 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 附录A（规范性附录） 地面二向性反射率因子测量 参考文献 GB/T40038—2021 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国科学院提出。 本标准由全国遥感技术标准化技术委员会（SAC/TC327）归口。 本标准起草单位：中国科学院空天信息创新研究院、北京师范大学、中国科学院青藏高原研究所、北 京大学、中国科学院地理科学与资源研究所。 本标准主要起草人：闻建光、彭菁菁、游冬琴、刘强、唐勇、肖青、柳钦火、李新、范闻捷、葛咏、吴骅、 王新鸿、刘照言。 GB/T40038—2021 引言 植被指数是两个或多个遥感传感器波段数据的线性或非线性组合而形成的系列指数，可用于诊断 植被生长状态、绿色植被活力以及反演多种植被参数。 植被指数有多种具体的定义方式，如红光波段和近红外波段反射率比值组合的比值植被指数 (RVI)和归一化植被指数（NDVI）、降低土壤背景的土壤调节植被指数（SAVI）、对浓密植被区敏感的增 强型植被指数（EVI)等。 得该产品的精度和不确定性。以往由于验证的数据、流程、评价标准不同，得到的产品精度不具可比性， 给用户定量化应用带来困难。因此，有必要制定科学、规范的植被指数遥感产品真实性检验标准 IV GB/T 40038—2021 植被指数遥感产品真实性检验 1范围 本标准规定了植被指数遥感产品真实性检验的基本要求、检验方法和检验报告。 本标准适用于大气层底植被指数遥感产品的真实性检验。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）适用于本文件。 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 3术语和定义 GB/T36296—2018和GB/T39468—2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 二向性反射率分布函数 bidirectional reflectance distribution function;BRDF 双向反射率分布函数 物体表面特定方向反射辐亮度的微增量与特定方向入射辐照度的微增量之比。 注：单位为每球面度（sr-1）。 [GB/T36299—2018,定义3.6] 3.2 二向性反射率因子 bidirectionalreflectancefactor 双向反射率因子 物体表面向特定方向的反射辐亮度与相同辐照度条件下理想漫反射体在该方向上的反射辐亮度 之比。 [GB/T36299—2018,定义3.7］ 3.3 波段反射率 spectralreflectivity 物体对某一波段电磁波的反射辐射通量与其入射辐射通量之比。 3.4 波谱响应函数 spectralresponsefunction 描述遥感器对不同波长处入射辐射响应率的函数 3.5 植被指数 vegetation index 一种利用遥感影像不同谱段数据的线性或非线性组合而形成的能反映绿色植物的生长状况和分布 的特征指数。 [GB/T30115—2013,定义3.11] 1 GB/T40038—2021 4基本要求 植被指数遥感产品真实性检验应符合GB/T36296一2018第7章的规定，同时： a）参考对象应与待检植被指数遥感产品属于同一种植被指数，对应于相同或相近时期（植被指数 时间变化率）的同一区域，并已知其数据质量。 b）参考对象应包含两种不同植被覆盖度的典型区域： 1）低植被覆盖度区域，如稀疏植被覆盖区域； 2）高植被覆盖度区域，如浓密植被覆盖区域 c）参考对象应首选地面测量数据进行植被指数遥感产品的真实性检验，宜选择与待检植被指数遥 感产品对应波段和角度一致的地面传感器采集的反射率和植被指数。在没有地面测量数据时， 可选用与待检植被指数遥感产品对应波段和角度一致的已检植被指数遥感产品作为参考对象。 5检验方法 5.1检验方法选择 根据地表异质性、地面测量视场和待检植被指数遥感产品像元尺度，选择真实性检验方法： a) 当待检植被指数遥感产品像元尺度不超过地面测量视场1.5倍时，应采用直接检验法 b) 当待检植被指数遥感产品像元尺度大于地面测量视场1.5倍时，若待检像元区域为均质地表， 应采用直接检验法；若待检像元区域为非均质地表，应考虑尺度差异，采用基于地面测量与高 分辨率遥感数据的多尺度逐级检验法。 c）当检验区无地面测量数据时，采用基于已知精度植被指数遥感产品的交叉检验法。 5.2直接检验法 5.2.1参考对象的地面抽样方法 参考对象地面抽样方法如下： a）# 按照GB/T39468一2020中4.2的规定进行样区地表异质性评价。 b)术 样区选择应具有空间代表性，宜不小于3×3个待检植被指数遥感产品像元。 c） 样区地面测量时间与待检植被指数遥感产品时间差应依据植被指数时间变化率确定，通常宜 不超过5天，变化较快的地表宜不超过2天。 (p 按照GB/T39468—2020中4.3的规定进行抽样：对于均质样区，宜在区域内进行随机抽样或 系统抽样；对于非均质样区，宜根据植被长势和植被类型在样区内进行分层抽样，使得层内相 对均质，并在层内进行局部随机抽样以获取各层的植被指数。 5.2.2检验流程 检验流程应符合GB/T36296—2018中8.1的规定，主要操作流程见图1，具体步骤如下： a） 样本选择：按5.2.1的规定进行地面抽样方法设计，确定样本。 b）地面二向性反射率因子测量：测量方法见附录A。 c） 空间匹配：将地面采样点与待检植被指数遥感产品像元进行空间匹配 (p 波谱转换：依据待检植被指数遥感产品对应波段的波谱响应函数，将地面测量的二向性反射率 因子转换为与待检植被指数遥感产品对应的波段二向性反射率因子。 e） 角度一致性判断：判断地面测量的二向性反射率因子与待检植被指数遥感产品角度是否一致。 若一致，可直接用于下一步检验；否则，利用地面样本的BRDF特性进行角度归一化，将地面 2 GB/T 40038—2021 测量的二向性反射率因子校正为与待检植被指数遥感产品角度相一致的二向性反射率因子。 空间一致性判断：根据待检植被指数遥感产品像元面积大小，判断地面测量的二向性反射率因子 空间尺度是否一致。若一致，可直接用于下 步检验：否则，按GB/T39468一2020中4.4.1的规 定进行空间尺度转换，获取与待检植被指数遥感产品像元尺度相一致的二向性反射率因子。 g 植被指数相对真值计算：采用待检植被指数遥感产品定义的波段反射率组合方法计算植被指 数相对真值。在植被指数计算过程中有经验系数的，应根据测量区域的特征精确赋值。 h) 准确度评价：按GB/T36296一2018中6.1规定的准确度评价指标定量表达待检植被指数遥感 产品的准确度。 i) 不确定度分析：按GB/T36296一2018中6.2规定的不确定度评价指标定量表达待检植被指数 遥感产品的不确定度 植被指数遥感 产品 样本选择 地面抽样方法设计 地面二向性反射率因子 测库 + 空间匹配 + 波谱转换 角度一致性？ 角度归一化 空间 空间尺度转换 是 植被指数相对真值计算 准确度评价 + 不确定度分析 图1 植被指数遥感产品直接检验操作流程