书 书 书犐犆犛 ０７ ． ０４０ 犃 ７７ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ４００３９ — ２０２１ 土壤水分遥感产品真实性检验 犞犪犾犻犱犪狋犻狅狀狅犳狊狅犻犾犿狅犻狊狋狌狉犲狉犲犿狅狋犲狊犲狀狊犻狀犵狆狉狅犱狌犮狋狊 ２０２１  ０４  ３０ 发布 ２０２１  １１  ０１ 实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会 发布目 　　 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 引言 Ⅱ ………………………………………………………………………………………………………… １ 　 范围 １ ……………………………………………………………………………………………………… ２ 　 规范性引用文件 １ ………………………………………………………………………………………… ３ 　 术语和定义 １ ……………………………………………………………………………………………… ４ 　 基本要求 １ ………………………………………………………………………………………………… ５ 　 检验方法 ２ ………………………………………………………………………………………………… 　 ５．１ 　 检验方法选择 ２ ……………………………………………………………………………………… 　 ５．２ 　 直接检验法 ２ ………………………………………………………………………………………… 　　 ５．２．１ 　 概述 ２ …………………………………………………………………………………………… 　　 ５．２．２ 　 验证区选择 ２ …………………………………………………………………………………… 　　 ５．２．３ 　 样本选择 ３ ……………………………………………………………………………………… 　　 ５．２．４ 　 地面数据同步测量 ３ …………………………………………………………………………… 　　 ５．２．５ 　 像元尺度相对真值确定 ３ ……………………………………………………………………… 　　 ５．２．６ 　 准确度评价 ３ …………………………………………………………………………………… 　　 ５．２．７ 　 不确定度分析 ３ ………………………………………………………………………………… 　 ５．３ 　 间接检验法 ３ ………………………………………………………………………………………… ６ 　 检验报告 ４ ………………………………………………………………………………………………… 　 ６．１ 　 封面信息 ４ …………………………………………………………………………………………… 　 ６．２ 　 正文信息 ５ …………………………………………………………………………………………… 　　 ６．２．１ 　 待检土壤水分遥感产品概述 ５ ………………………………………………………………… 　　 ６．２．２ 　 参考对象描述 ５ ………………………………………………………………………………… 　　 ６．２．３ 　 检验方法及流程 ５ ……………………………………………………………………………… 　　 ６．２．４ 　 真实性检验结论 ５ ……………………………………………………………………………… 　　 ６．２．５ 　 附加信息 ５ ……………………………………………………………………………………… 　 ６．３ 　 检验报告信息简表 ５ ………………………………………………………………………………… 附录 Ａ （ 规范性附录 ） 　 土壤水分测量方法 ——— 环刀法 ６ ………………………………………………… 参考文献 ７ ……………………………………………………………………………………………………… 犌犅 ／ 犜 ４００３９ — ２０２１ 前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — 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 ： 中国科学院西北生态环境资源研究院 、 北京师范大学 、 中国科学院空天信息创新研究院 、 国家卫星气象中心 、 中国科学院青藏高原研究所 。 本标准主要起草人 ： 晋锐 、 亢健 、 马春锋 、 朱忠礼 、 冉有华 、 赵天杰 、 武胜利 、 李新 、 刘照言 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ４００３９ — ２０２１ 引 　　 言 　　 土壤水分是全球气候系统核心变量之一 ， 在地表和大气能量水分平衡中发挥重要作用 。 土壤水分直接决定降水转化为蒸散发 、 入渗及产流的比例 ， 是陆地水资源形成 、 转化 、 消耗过程中的基本变量 。 此外 ， 土壤水分还是植被生长的基本物质条件 ， 影响植被光合作用速率和土壤微生物呼吸 。 土壤水分遥感产品已成为气候 、 气象 、 水文 、 生态及农业等领域必不可少的关键参量 。 土壤水分遥感产品的真实性检验是独立评价土壤水分遥感产品准确度和不确定度的基本方法 。 但目前对土壤水分遥感产品质量的客观评价和定量检验尚缺乏标准可依 。 因此 ， 有必要形成一套合理 、 规范 、 可行的土壤水分遥感产品真实性检验标准 ， 保证土壤水分遥感产品在相关研究和应用中的质量和一致性 。 Ⅱ 犌犅 ／ 犜 ４００３９ — ２０２１ 土壤水分遥感产品真实性检验 １ 　 范围 本标准规定了土壤水分遥感产品真实性检验的基本要求 、 检验方法和检验报告 。 本标准适用于全球和区域尺度土壤水分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 （ 包括所有的修改单 ） 适用于本文件 。 ＧＢ ／ Ｔ２８４１８ — ２０１２ 　 土壤水分 （ 墒情 ） 监测仪器基本技术条件 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 ／ Ｔ２８４１８ — ２０１２ 、 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 土壤水分 　 狊狅犻犾犿狅犻狊狋狌狉犲 吸附于土壤颗粒和存在于土壤孔隙中的水 。 　　 注 ： 主要为液态水 ， 少数为寒冷季节冻结的固态冰和以水汽形式存在的气态水 。 ３ ． ２ 土壤体积含水量 　 狏狅犾狌犿犲狋狉犻犮狊狅犻犾犿狅犻狊狋狌狉犲 单位体积土壤包含的液态水体积 。 　　 注 ： 单位为立方厘米每立方厘米 （ ｃｍ ３ ／ ｃｍ ３ ）。 ３ ． ３ 土壤重量含水量 　 犵狉犪狏犻犿犲狋狉犻犮狊狅犻犾犿狅犻狊狋狌狉犲 土壤质量含水量土壤中保持的液态水质量与干土质量的比值 。 　　 注 ： 单位为克每克 （ ｇ ／ ｇ ）。 ３ ． ４ 土壤容重 　 犫狌犾犽犱犲狀狊犻狋狔 单位体积原状土壤中的干土质量 。 　　 注 ： 单位为克每立方厘米 （ ｇ ／ ｃｍ ３ ）。 ４ 　 基本要求 土壤水分遥感产品真实性检验应符合 ＧＢ ／ Ｔ３６２９６ — ２０１８ 中第 ７ 章的规定 ， 并满足下列要求 ： １ 犌犅 ／ 犜 ４００３９ — ２０２１ ａ ） 　 参考对象应为与待检土壤水分遥感产品相同或邻近时期 （ 不超过 ２４ｈ ） 的同一区域土壤水分数据 。 ｂ ） 　 参考对象和待检土壤水分遥感产品应同为土壤体积含水量 ； 如为土壤重量含水量 ， 应通过土壤容重转换为土壤体积含水量 。 ｃ ） 　 参考对象应涵盖验证区中的主要地表类型 （ 除水体 、 冰雪 、 城镇和建设用地外 ）， 且每种主要地表类型宜包含高 、 中 、 低三种土壤水分情况 。 ｄ ） 　 参考对象的均方根误差应小于 ０．０４ｃｍ ３ ／ ｃｍ ３ 。 ５ 　 检验方法 ５ ． １ 　 检验方法选择 土壤水分遥感产品的真实性检验方法包括直接检验法和间接检验法 。 根据参考对象的可获取性选择相应的检验方法 ： ａ ） 　 应优先选择土壤水分地面同步测量数据作为参考对象 ， 采用直接检验法 ； ｂ ） 　 当无土壤水分地面同步测量数据时 ， 可利用已检土壤水分产品作为参考对象 ， 采用间接检验法 。 ５ ． ２ 　 直接检验法 ５ ． ２ ． １ 　 概述 直接检验法操作流程应符合 ＧＢ ／ Ｔ３６２９６ — ２０１８ 中 ８．１ 的规定 ， 主要操作流程见图 １ 。 图 １ 　 直接检验法操作流程 ５ ． ２ ． ２ 　 验证区选择 当待检土壤水分遥感产品空间分辨率粗于或等于 ５ｋｍ 时 ， 应至少选择待检土壤水分遥感产品 １ 个 像元对应的地表区域作为验证区 ； 当待检土壤水分遥感产品的空间分辨率优于 ５ｋｍ 时 ， 应至少选择待检土壤水分遥感产品 ２×２ 个像元对应的地表区域作为验证区 。 验证区应与待检土壤水分遥感产品保持空间匹配 。 收集验证区与土壤水分相关的先验信息 ， 按照 ＧＢ ／ Ｔ３９４６８ — ２０２０ 中 ４．２ 的规定判断土壤水分在 ２ 犌犅 ／ 犜 ４００３９ — ２０２１ 空间上的差异性 。 先验信息可采用土壤水分 、 地表热惯量 、 地表温度 、 植被指数 、 土壤蒸发效率等 ， 先验信息的空间分辨率应不低于待检土壤水分遥感产品的空间分辨率 。 ５ ． ２ ． ３ 　 样本选择 根据验证区土壤水分空间异质性分析结果