《《高分卫星遥感产品真实性检验 干旱 指数》 编制说明》

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《高分卫星遥感产品真实性检验干旱

指数》

编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

2022年11月中国遥感应用协会批准了《高分卫星遥感产品真实性检验干旱指数》

团体标准制定项目，正式委托中国林业科学研究院资源信息研究所牵头完成规范的制

定任务。该标准由中国遥感应用协会提出并归口。

（二）起草单位及主要起草人

本标准起草单位：中国林业科学研究院资源信息研究所、中国科学院空天信息创新

研究院、西安科技大学、中国科学院西北生态环境资源研究院、中国科学院地理科学与

资源研究所、西南大学。

本标准的主要起草人及主要贡献如下表：

序号姓名单位主要贡献

1孙斌中国林业科学研究负责标准制定工作的组织、协调，相

院资源信息研究所关资料的查阅、收集；标准文本及编

制说明的起草、撰写；组织召开研讨

会，通过电子邮件、电话等方式，征

集、整理和归纳相关的意见和建议，

并进行修改。

2吴俊君中国科学院空天信参与标准制定工作的组织、协调；参

息创新研究院与标准文本及编制说明的起草、撰

写；通过电子邮件、电话等方式，征

集专家意见；根据意见和建议进行

修改。

3李增元中国林业科学研究参与相关资料的查阅、收集；标准文

院资源信息研究所本及编制说明的起草、撰写，根据意

1

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见和建议进行修改。

4高志海中国林业科学研究参与相关资料的查阅、收集；标准文

院资源信息研究所本及编制说明的起草、撰写，根据意

见和建议进行修改。

5田昕中国林业科学研究参与标准制定工作的组织、协调；参

院资源信息研究所与标准文本起草、撰写。

6李艺西安科技大学参与标准制定工作的组织、协调；参

与标准文本起草、撰写。

7闻建光中国科学院空天信标准文本第5章修改。

息创新研究院

8王维真中国科学院西北生标准文本第5章修改。

态环境资源研究院

9晋锐中国科学院西北生标准文本第3-6章修改。

态环境资源研究院

10王旭峰中国科学院西北生标准文本第3-6章修改。

态环境资源研究院

11吴骅中国科学院地理科标准文本第3章修改。

学与资源研究所

12廖小罕中国科学院地理科标准文本附录修改。

学与资源研究所

13陈鹏飞中国科学院地理科标准文本附录修改。

学与资源研究所

14马明国西南大学标准文本附录修改。

15汤旭光西南大学标准文本附录修改。

（三）主要工作过程

起草阶段：

1.2022年1月，在高分辨率对地观测系统重大专项项目支持下，启动高分卫星遥

感产品真实性检验干旱指数团体标准研究工作，成立了编制小组，明确相关研

2

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究内容及任务分工。

2.2022年2月-4月，资料收集，主要包括：收集与干旱指数遥感产品真实性检验

方法的国内外标准与规范、相关的书籍与文献以及野外综合实验报告等资料。

3.2022年4月-6月，初稿编写。主要包括整理、汇总相关资料；征求相关专家意

见和建议，研究确定标准涵盖范围，梳理确定高分卫星遥感产品真实性检验干

旱指数标准的名称、目次，逐条编制相关内容。

4.2022年7月，组内交流，征求意见；草案编制调研，听取专家建议；征求相关

领域专家意见；形成《高分卫星遥感产品真实性检验干旱指数》工作组讨论稿

及建议书，并向中国遥感应用协会标准化分会提出立项申请。

5.2022年9月，参加中国遥感应用协会标准化分会2022年年会，汇报《高分卫

星遥感产品真实性检验干旱指数》，经中国遥感应用协会标准化分会审议建议

修改后立项。

6.2022年9月，根据专家意见进行标准修改。

7.2022年11月，收到中国遥感应用协会关于《遥感产品算法测评第1部分测

评方法与流程导则》等17项团体标准的立项公告，本标准正式立项。

8.2022年12月，完善标准草案的编制，并进行编制说明的撰写等，形成标准征

求意见稿。

9.2023年1月，向中国遥感应用协会标准化分会提交征求意见稿和编制说明。

二、国家标准编制原则和确定国家标准主要内容

(一)编制原则

本文件按照GB/T1.1—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》进行编写，技术内容以规范高分卫星遥感产品真实性检验干旱指数的直接检验

方法、间接检验方法的选取原则、操作流程等为原则，深入调查研究并反复审查修订，

保证标准起草工作的科学性、真实性、规范性和可操作性。

1.有效性原则：根据实际情况，最大限度地促进高分卫星遥感产品真实性检验干

旱指数的可信度和有效性，将干旱指数高分遥感产品真实性检验相关的参考对象地面

抽样、空间尺度转换及时间一致性转换等关键内容纳入标准。根据干旱指数高分遥感产

品真实性检验实际需求，在《GB/T36296—2018遥感产品真实性检验导则》和《GB/T

3

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39468—2020陆地定量遥感产品真实性检验通用方法》基础上，使本标准在检验方法、

技术要求等方面更加完善和全面，易于实施和应用。

2.协调性原则：与相关法规、标准等协调一致。标准编制结合遥感技术标准体系

和有关规定等进行修订，提高标准的综合水平。

3.规范性原则：对标准的结构、格式和表达方法等按GB/T1.1等标准的规定进行

编写，使标准规范化。

(二)标准主要技术内容的依据

本标准规定了高分卫星干旱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。规范性引用文件包括《GB/T36296—2018遥感产品真实性检验导则》、《GB/T

39468—2020陆地定量遥感产品真实性检验通用方法》。

1.术语和定义

起草组在编写术语和定义时，参考了大量关于干旱指数及遥感产品等的相关研究论

文及标准文件，引用了GB/T36296—2018、GB/T36299—2018、GB/T39468—2020、

GB/T20481-2017、GB/T34306-2017、QX/T142-2011、GB/T32135和GB/T32136界定

的国家和行业标准中的相关术语。

同时，在调研了全球主要干旱指数遥感产品并结合干旱指数遥感产品的用途，在本

文中定义了目前干旱指数高分遥感产品的主要类型即：气象干旱指数、相对湿润度指

数、干旱严重程度指数和温度植被干旱指数等。

2.参考对象

起草组调研了现有干旱指数遥感产品及反演算法的精度验证所使用的参考对象。国

内外产品生产与算法研究中常用的参考对象包括在检验场或者各站点等获取实测数据，

使用其他已检且空间分辨率不低于待检高分卫星遥感产品可作为参考对象。

3.基本要求

高分卫星干旱指数遥感产品真实性检验在符合GB/T36296—2018第7章的同时，

还应符合干旱指数检验的地面真值数据应与待检高分卫星干旱指数遥感产品相同或相

近时刻（不超过3天）且同地区，检验真值的空间位置应与待检高分卫星干旱指数遥感

产品相匹配且配准误差应不大于1个像元以及检验对象应涵盖验证区中的主要地表类

型等要求。

4.检验方法

4

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干旱指数高分遥感产品真实性检验方法编制的主要依据是《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》，以及遥感产品真实性检验最新发表的研究成果进行制定。

5.技术指标

依据《GB/T36296—2018遥感产品真实性检验导则》6.1规定的准确度评价指标定

量表达待检高分卫星干旱指数遥感产品的准确度。

(三)主要试验技术论证，预期的经济效果；

本标准在编制过程中，充分考虑了其技术可行性及合理性。根据干旱指数参考真值

的获取方法，确定了由检验场或者各站点等获取实测数据及已检且空间分辨率不低于

待检高分卫星遥感产品作为参考对象的直接检验及间接检验方法。通过地面观测视场

和待检高分卫星干旱指数遥感产品像元尺度分析，选择直接检验或间接检验方法的基

本流程，使得本标准适用于不同空间及时间尺度的干旱指数高分遥感产品的真实性检

验。

起草组基于MODIS数据，构建了温度植被干旱指数（TVDI）干旱指数，分析了

其与标准化降水蒸散指数（SPEI）和土壤湿度（SM）的相关性。同时，分析了其在站

点尺度年际标准化降水蒸散指数的关系，从站点尺度进一步验证检验方法的适应性。

（1）TVDI与SPEI的相关性

SPEI通过标准化潜在蒸散与降水的差值来表征同一个地区干湿状况偏离常年的程

度，常被用来指示典型干旱区的干旱时空变化情况。研究选取2014年黄淮海平原冬小

麦区均匀分布的268个站点的三个月尺度SPEI与TVDI进行相关性分析，其中每

个站点值为5*5km内的均值。结果如图1所示，其中，201403的相关系数为-0.533，

201404为-0.349，201405为-0.381，均通过了P<0.05显著性水平检验。进一步对比

TVDI的适应性，从空间上进行月尺度干旱发生过程的对比分析（图2）。结果如图所

示，在3月份，TVDI显示干旱分布范围广，主要发生在研究区的西北部地区以及西南

部地区，干旱等级主要以中度干旱和轻度干旱为主，东南部地区几乎无旱情发生，这一

研究结果于SPEI的分布结果一致。在4月份，SPEI显示干旱范围明显缩小，重度干旱

主要发生在研究区北部地区，轻度干旱零星的分散在研究区的南部地区，TVDI对旱情

的监测与这一结果基本一致。在5月份，TVDI干旱主要发生在研究区的北部以及中部

地区，且研究区边缘地区旱情较严重，主要以中度干旱为主，发生范围较大，这一结果

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与SPEI的监测结果一致。综上，TVDI能对黄淮海冬小麦区关键生育期干旱进行合理

监测，TVDI对干旱事件有很强的敏感性。

图1TVDI与SPEI的散点图

图22014年3-5月黄淮海冬小麦区基于TVDI的旱情监测

（2）TVDI与SM的相关性

土壤湿度（SM）是土壤含水量的相对变量，常用来表示土壤干湿程度。在一定程

度上，土壤湿度与干旱呈正相关。研究使用土壤湿度数据为中国科学院空天信息创新研

究院提供的2014年3-5月中国与东盟1km分辨率8天合成的土壤湿度数据集，在

使用时为保证土壤湿度数据与遥感数据的一致性，将土壤湿度数据进行投影转换、重采

样、剪裁等预处理，并采用均值法将8天产品合成为月值产品。将基于MODIS估算

的TVDI与其对比发现（图3），201403相关系数为-0.544，201404为-0.703，201405为

-0.577，均通过了P<0.05显著性水平检验。

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图3TVDI与SM的回归分析

中国科学院遥感与数字地球和遥感科学国家重点实验室提供的土壤湿度数据为空

间分辨率为1*1km的栅格数据，相比于基于站点墒情数据的SPEI，土壤湿度数据能够

反映整个研究区各地区的土壤湿度状况。研究将2014年冬小麦关键生育期TDVI与土

壤湿度变化进行比较。结果如图4所示，在3月份，TVDI除西北部局部地区存在过

度评价干旱严重程度之外，其他地区与土壤湿度分布状况基本一致。在4月份，TVDI

与土壤湿度分布状况基本一致。在5月份，TVD旱情分布与土壤湿度分布状况基本一

致。综上所述，在黄淮海冬小麦关键生育期，TVDI旱情分布与土壤湿度分布规律基本

一致，这表明TVDI对干旱事件具有敏感性，监测结果较为准确。

图42014年3-5月份TVDI与土壤湿度的对比

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（3）TVDI与SPEI年际相关性分析

选取2001-2015年河北省西部无极、藁城、柏乡、赞皇四个站点进行TVDI与SPEI

的关键生育期均值的年际相关性分析。结果表明（表1），无极、藁城、柏乡、赞皇四

个站点的SPEI均值与TVDI均值均呈负相关关系，其中无极、藁城、柏乡呈显著负

相关，P=0.01，这表明TVDI能够准确监测这些站点2001-2015年黄淮海平原冬小麦区

关键生育期干旱状况。图5更加直观的描绘了无极、藁城、柏乡、赞皇2001-2015年

冬小麦关键生育期SPEI均值与TVDI均值的年际变化。如图所示各站点SPEI均值

与TVDI均值均具有相反的年际变化，这表明2001-2015年冬小麦关键生育期各站点

干旱状况年际变化基本一致。进一步证明了温度植被干旱指数TVDI在冬小麦关键生

育期干旱进行干旱监测的可行性。

表1TVDI与SPEI的相关性分析

站点TVDI-SPEI

河北无极-0.643**

河北藁城-0.659**

河北柏乡-0.667**

河北赞皇-0.446

图52001-2015年冬小麦关键生育期SPEI与TVDI年际变化

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（4）预期的经济效益

本标准为干旱指数高分遥感产品真实性检验标准，干旱指数是反映干旱程度的重要

指标，对全球气候变化、农业生产、水文监测等相关领域的研究具有重要意义。通常干

旱指数不能由遥感手段直接观测到，而是需要对遥感数据进行一系列的处理和反演，间

接得到干旱指数，因此往往会引入较多的不确定性。目前，干旱指数产品主要是中低分

辨率产品，较小的干旱指数估算误差，会引起大的干旱程度估算错误。随着高分卫星遥

感数据的日渐增多，高空间分辨率的卫星遥感产品将提供更细致的局地尺度监测信息，

为准确评估干旱状况提供数据支撑。因此需要制定科学、规范的干旱指数遥感产品真实

性检验标准，用以保证高分卫星干旱指数遥感产品在研究和应用中的一致性和产品质

量。

(四)采用国际标准和国外先进标准的程度，以及与国际、国外同类标准水平的对

比情况，或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况；

目前，国内外关于干旱指数高分遥感产品的验证，仅为针对某一种单个遥感产品的

检验方法以及在个别区域的真实性检验，其技术方法和检验流程不具有普适性，如关于

参考真值即地面站点观测数据的空间代表性研究定量的少，定性的多，没有形成统一的

标准规范。本标准的制定是根据干旱指数高分遥感产品的特性，参考了国内外主要干旱

指数遥感产品的检验方法与评价指标，规定了适用于干旱指数高分遥感产品真实性检

验方法的规范，将为开展干旱指数高分遥感产品真实性检验提供指南。

(五)与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系；

1.国标《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》（GB/T1.1-2020），约束

本标准的编写结构。

2.国标《遥感产品真实性检验导则》（GB/T36296—2018）约束了本标准中涉及的

遥感和真实性检验术语。

3.继承了项目标准《陆地定量遥感产品真实性检验通用方法》相关条款。

(六)重大分歧意见的处理经过和依据；

无。

(七)国家标准作为强制性国家标准或推荐性国家标准的建议；

建议本标准的性质为推荐性团体标准。

(八)贯彻国家标准的要求和措施建议（包括组织措施、技术措施、过渡办法等内

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容）；

该标准是作为重要定量遥感产品之一的光干旱指数高分遥感产品真实性检验方法，

能够规范基于高分卫星遥感数据的干旱指数遥感产品的真实性检验，使不同产品间具

备可比性，建议本标准通过审定后尽快发布，将在相关学术团体、行业用户、企事业单

位中通过各种渠道宣传推广本标准，进行标准培训和宣贯，以保证标准的贯彻实施。

(九)废止现行有关标准的建议；

无。

(十)其他应予说明的事项。

无。

《高分卫星遥感产品真实性检验干旱指数规范》编制小组

2023年2月

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参考文献：

[1]鹿国武，尚建设，周清，王晓菲.基于高分一号数据的干旱监测方法研究.能源与环保,2020,42(1):

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[2]曲学斌，吴昊，越昆，刘朋涛，李翕然.4种遥感干旱指数在内蒙古东部干旱监测中的对比研

究.生态与农村环境学报,2020，36(1):81-88

[3]童德明，白雲，张莎，刘琦，杨晋云.干旱严重程度指数（DSI）在山东省干旱遥感监测中的适

用性.中国农业气象,2020,41(2):102-112

[4]张圆，贾贞贞，刘绍民，徐自为，徐同仁，姚云军，马燕飞，宋立生，李相，胡骁，王泽宇，

郭枝虾，周纪.遥感估算地表蒸散发真实性检验研究进展.遥感学报,2020,24(8):975-999

[5]方红亮.我国叶面积指数卫星遥感产品生产及验证.遥感技术与应用，2020，35（5）：990-1003

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[7]MishraAK,SinghVP.Droughtmodeling-Areview[J].JournalofHydrology

(Amsterdam),2011,403(1-2):157-175.

[8]MishraAK,SinghVP.Areviewofdroughtconcepts[J].JournalofHydrology

(Amsterdam),2010,391(1-2):202-216.

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附件1

起草阶段意见汇总处理表

标准项目名称：高分卫星遥感产品真实性检验干旱指数共*页

起草单位：中国林业科学研究院资源信息研究所承办人：孙斌

电话：010-628886402023年2月11日填写

标准章意见

序号意见内容备注

条编号处理

建议为“高分卫星遥感产采纳标题修改为“高分卫星遥感产品真

1标题

品”实性检验干旱指数”。

干旱指数在表述上与高采纳

分遥感的密切性不高，联

系不够紧密，需要进一步

斟酌。假如说，内容实际根据专家建议，全文重点突出了高

上超出高分以外的话，标分卫星干旱指数遥感产品真实性检

2

准中建议加一句：非高峰验的特点，加强了高分遥感的联系

遥感产品也可以作为参

和密切性。

考，那么实际上其价值的

体现就更大了，并且内容

也会比较完整。

真实性验证方法中，是否未采纳

要考虑无人机与地面手由于已有无人机作为直接或者间接

3段同样作为一种直接或验证手段的团体标准，本标准侧重

者间接的验证手段予以地面观测手段。

考虑。

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采纳已补充到引言中。

干旱指数是反映干旱程度的重要指

标，对全球气候变化、农业生产、