T/CARSAXXXXX—202X

ICS37.040

V00/09

團體標準

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高分衛星遙感產品真實性檢驗植被物候

Validationofofthehigh-resolutionsatelliteremotesensingproducts-vegetation

phenology

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發布中國遙感應用協會發布XXXX-XX-XX實施

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高分衛星遙感產品真實性檢驗植被物候

1范圍

本文件規定了高分衛星遙感植被物候產品真實性檢驗的檢驗目標、參考對象、基本要求、評價指標

和檢驗方法，給出了植被物候產品真實性檢驗的普適性（一般性）規范和原則。

本文件適用于植被物候產品的普適性真實性檢驗。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T36296-2018遙感產品真實性檢驗導則

GB/T39468-2020陸地定量遙感產品真實性檢驗通用方法

3術語和定義

下列術語和定義適用于本標準。

3.1

物候phenologicalphenomena

自然環境下植物在一年的生長中,隨著氣候的季節性變化而發生萌芽、抽枝、展葉、開花、結實

及落葉、休眠等規律性變化的現象。

3.2

物候期phenologicalphase

植被的生長、發育、活動等變化對氣候、環境的響應時期，包括生長期、成熟期、衰老期和休眠

期。

3.3

植被物候產品vegetationphenologyproducts

通過遙感方式獲取并被生產出來以反演植被物候期的產物，是利用遙感特征參量探測植被在形態上

發生顯著變化所對應的日期，以及從生長開始到結束所經歷的時間的應用結果。主要為生長季開始日期、

生長季結束日期和生長季長度。

3.4

生長季開始日期StartofSeason（SOS）

植被返青日或開始生長的日期，一般通過時序遙感植被指數分析獲取，表征群落內多數植物開始展

葉并正常發育的日期。

3.5

生長季結束日期EndofSeason（EOS）

I

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植被枯黃日或停止生長的日期，一般通過時序遙感植被指數分析獲取，表征群落內多數植物開始不

能正常生長并且葉開始變色的日期。

3.6

生長季長度LengthofSeason（LOS）

植物生長季的時間段，是EOS和SOS的差值。

4基本要求

植被物候產品真實性檢驗應符合GB/T36296-2018第7章的規定，同時：

a)參考對象應與待檢植被物候產品空間分辨率相近，對應于相同年份相同區域，并已知其數據質量；

b)參考對象應包含至少兩種植被類型的植被生長季開始日期SOS和生長季結束日期EOS；

c)參考對象應首選地面觀測數據進行植被物候產品的真實性檢驗。在沒有地面測量數據時，選擇與

待檢物候產品分辨率相近或者更高、觀測角度一致、精度更高的產品進行交叉驗證。

5檢驗方法

5.1地面觀測檢驗法

根據地面物候觀測數據，獲得像元尺度上的相對真值，對植被物候產品進行真實性檢驗的方法。地

面觀測檢驗法的主要操作流程見圖1。

待檢植被物候產品

地面物候觀測數據

樣本選擇

物候期測量

空間一致性？否空間尺度轉換

準確度評價

不確定度分析

圖1地面觀測檢驗法的主要操作流程

地面觀測檢驗法的具體操作步驟如下。

a）樣本選擇：確定待檢像元或對象，根據地面物候觀測站點的位置選取待檢像元或對象，確保待

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檢像元或對象有相應的物候觀測數據。當地面站點數據較少時，可直接對所有站點對應對象進行比較驗

證；當數據較多時，采用GB/T39468-2020中4.3規定的抽樣方法進行驗證比較。

b）物候期測量：獲取待檢產品當年的地面物候觀測站記錄的物候觀測數據，觀測方法包括傳統人

工觀測、物候相機觀測、無人機遙感觀測等。

c）尺度轉換：由于地面觀測數據的是源于單株植被或物種的物候特征，而遙感物候描述的是像元

內的植被群體整體的物候特征。因此，地面觀測數據需要經過預處理后才可以用于遙感結果的驗證，常

用的處理方法包括：

1)典型物候期法：根據區域內生態系統的分布特點，選擇具有代表性的植被物種及其展葉期、

變色期等特定的物候期與遙感監測的SOS、EOS等關鍵物候節點相互對應。該方法簡便易行，

但僅適用于均質植被；

2)物候頻率統計法：采用目標區域生態群落內所有植被某一物候現象發生日期的特定累積頻

率表征該生態群落整體的物候特征，詳見附錄A.1；

3)物候頻率分布型法：將地面數十種代表性植被的各種物候現象發生日期的觀測數據組成混

合樣本，直接計算混合樣本按候出現的頻率和累計頻率，詳見附錄A.2。

d）準確度評價：在獲取像元尺度的相對真值后，利用GB/T36296-2018中6.1規定的準確度評價

指標定量表達植被物候產品的準確度。

e）不確定性分析：按照GB/T36296-2018中6.2規定的不確定度評價指標定量表達待檢植被物候

產品的不確定度。

5.2交叉檢驗法

利用同一時段合成的已檢植被物候產品，對待檢植被物候產品進行真實性檢驗的方法。已檢植被物

候產品的觀測頻率至少五天一次，或者不低于待檢植被物候產品的觀測頻率。交叉檢驗法的主要操作作

流程見圖2。

待檢植被物候產已檢植被物候產

品品

空間一致性？否空間尺度轉換

樣本選擇準確度評價不確定度分析

圖2交叉檢驗法的主要操作流程

交叉檢驗法的具體操作步驟如下。

a）空間一致性判斷：當待檢植被物候產品與已檢產品空間分辨率不一致時，對已檢植被物候產品

進行空間尺度轉換，使已檢產品與待檢產品在空間尺度上保持一致；

b）樣本選擇：當待檢植被物候產品像元或對象數較少時，可直接對所有像元或對象進行比較驗證；

當像元數較多時，為了不進行大量的數據計算，且滿足統計上的意義，采用GB/T39468-2020中4.3規

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定的抽樣方法進行驗證比較。

d）準確度評價：在獲取像元尺度的相對真值后，利用GB/T36296-2018中6.1規定的準確度評價

指標定量表達植被物候產品的準確度。

e）不確定性分析：按照GB/T36296-2018中6.2規定的不確定度分析評價指標定量表達待檢植被

物候產品的不確定度。

5.3模型模擬檢驗法

在地面觀測數據缺失的情況下，利用已檢物候模型模擬數據作為遙感提取結果的相對真值，對植被

物候產品進行真實性檢驗的方法。模型模擬檢驗法的主要操作流程見圖3。

已檢物候模型

待測植被物候產

品

輸入氣象環境參

數正向模擬

樣本選擇

準確度評價

不確定度分析

圖3模型模擬檢驗法的主要操作流程

型模擬檢驗法的具體操作步驟如下。

a）模型選擇：選擇已檢物候模型，根據環境驅動因子可將物候模型分為：

1)氣候經驗模型:根據植被與氣候因子之間的經驗關系模擬植被物候現象，通常由溫度、水分

和日照等作為氣候經驗模型的驅動因子；

2)碳吸收模型:以植被同環境通過光合和呼吸作用進行的碳交換為基礎構建的物候模型，能夠

反映植被物候的變化過程，降低了經驗在模型構建中的作用，提高了模型對物候變化的預測水

平。

b）模型模擬：利用氣候和環境數據模擬區域內植被的物候特征參數，作為遙感提取結果的相對真

值。

c）樣本選擇：當待檢植被物候產品像元或對象數較少時，可直接對所有像元或對象進行比較驗證；

當像元數較多時，為了不進行大量的數據計算，且滿足統計上的意義，采用GB/T39468-2020中4.3規

定的抽樣方法進行驗證比較。

d）準確度評價：在獲取像元尺度的相對真值后，按照GB/T36296-2018中6.1規定的準確度評價

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指標定量表達植被物候產品的準確度。

e）不確定性分析：按照GB/T36296-2018中6.2規定的不確定度分析評價指標定量表達待檢植被

物候產品的不確定度。

6真實性檢驗報告

6.1封面信息

真實性檢驗報告是對真實性檢驗過程的記錄，可為植被物候產品的質量分析與控制提供依據，

也是植被物候產品能夠被正確使用的前提。當待檢植被物候產品真實性檢驗完成后，應出具真實性

檢驗報告。真實性檢驗報告封面應包括以下基本內容：

a)檢驗報告編號；

b)檢驗報告名稱；

c)檢驗負責人；

d)檢驗核對人；

e)檢驗簽發人；

f)檢驗單位；

g)送檢單位；

h)檢驗時間。

6.2正文信息

a)待檢植被物候產品特征；

b)參考對象特征；

c)檢驗方法；

d)準確度評價；

e)不確定度分析。

6.3檢驗報告信息簡表

植被物候產品檢驗報告簡表編制見GB/T36296-2018附錄D。

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附錄A

（資料性附錄）

地面物候觀測數據尺度轉換方法

A.1物候頻率統計法

將地面某站點特定物候觀測值轉換為可以和遙感監測結果對比的群落物候特征，步驟如下：

a)按候（5天）為單元，計算站點所有植物在年內（1月1日到12月31日）開始展葉和葉片全部

變色觀測日期的累積頻率。如果是高大森林，則僅僅統計木本植物即可；

b)對頻率進行歸一化，采用滑動平均方法得到連續累積頻率分布曲線；

c)以0.5為閾值，計算展葉和變色曲線數值為0.5時對應的日期，即為群落平均SOS和EOS。

圖A.1物候頻率統計法示意圖

A.2物候頻率分布型法

將地面某站點所有物候觀測值轉換為可以和遙感監測結果對比的群落物候特征：

將站點所有樹種立春至大寒72候的物候數據組成混合樣本,以候為單位計算各物候期的出現頻數

及頻率,繪制全年累積頻率曲線,根據曲線的波動階段性及累積頻率值,確定各季節的起訖日期。其中

春季起始時間和秋季結束時間對應遙感監測的SOS和EOS。

圖A.2物候頻率統計法示意圖

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附錄B

（資料性附錄）

地面物候觀測記錄表

表B.1地面物候觀測記錄表

物種中文名：物種拉丁名：

觀測地點：省（市）縣經緯度：

所屬植被類型：海拔高度：

生長情況（葉、

測量日期天氣物候期照片編號測量人員

花、果等）

*物候期至少細分到萌芽、展葉、開花初期、盛花期、果實成熟期、變色期、落葉期。

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參考文獻

[1]LiangLiang,MarkD.Schwartz,SonglinFei,Vali