《《高分卫星遥感产品真实性检验 植被 净初级生产力规范》》

T/CARSAXXXXX—202X

ICS00.000

CCSA77

团体标准

T/CARSAXXXXX—202X

高分卫星遥感产品真实性检验植被净初级

生产力

Validationofthehigh-resolutionsatelliteremote-sensingproducts—NPPproduct

（征求意见稿）

（本稿完成时间：2022年12月23日）

2022-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国遥感应用协会发布

T/CARSAXXXXX—202X

高分卫星遥感产品真实性检验植被净初级生产力

1范围

本文件规定高分卫星遥感植被净初级生产力产品真实性检验的检验对象、检验流程、基本要求和检

验方法，给出了高分卫星遥感植被净初级生产力产品真实性检验的普适性规范和原则。

本文件适用于高分辨率对地观测卫星（以下简称高分卫星遥感）的植被净初级生产力遥感产品本身

精度的真实性检验；不涉及生产植被净初级生产力产品的原始遥感数据、辅助数据、生产力估算模型等

产品生产过程的检验。

2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，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）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

T/CARSAXXXXX—202X高分卫星遥感产品真实性检验通用方法

T/CSF002-2021森林生态质量监测指标体系及技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

总初级生产力grossprimaryproductivity

单位面积、单位时间群落（或生态系统）中，植物生产的有机质的量。该指标决定了进入陆地生态

系统的初始物质总量。

注：单位为克碳每平米每年（gC/m2/a）

3.2

自养呼吸autotrophicrespiration

单位面积、单位时间群落（或生态系统）中，植物维持自身生命活动进行呼吸作用所分解的有机质

的量。

注：单位为克碳每平米每年（gC/m2/a）。

3.3

净初级生产力netprimaryproductivity

1

T/CARSAXXXXX—202X

绿色植物在单位面积、单位时间内所累积的有机物数量，是由总初级生产力中扣除自养呼吸后的剩

余部分。

注：单位为克碳每平米每年（gC/m2/a）。

3.4

生物量biomass

是指某一时刻单位面积内实存生活的有机物质总量。

注：单位为克碳每平米（gC/m2）。

3.5

净生态系统生产力netecosystemproductivity

单位时间、单位空间内，土壤、调落物及植物量等整个生态系统的有机物或能量的变化，亦即生态

系统净初级生产力与异养呼吸（土壤有机质及凋落物呼吸）之差。

注：单位为克碳每平米每年（gC/m2/a）。

[来源：T/CSF002-2021，3.10]

3.6

生态系统呼吸ecosystemrespiration

单位时间、单位面积生态系统中植物、凋落物、土壤有机质等通过呼吸作用排放到大气中的CO2量

的总和。

注：单位为克碳每平米每年（gC/m2/a）。

4参考对象

净初级生产力遥感产品真实性检验的参考对象包括。

a）地面实测净初级生产力：包括样方调查法和涡动相关法等方法测量的净初级生产力；

b）已检净初级生产力遥感产品：已知精度的净初级生产力遥感产品。

5基本要求

高分卫星遥感植被净初级生产力产品真实性检验除符合《GB/T36296-2018遥感产品真实性检验导

则》基本要求外，还应符合如下要求：

a）参考数据与待检验植被净初级生产力遥感产品的时相和时间尺度应保持一致；

b）参考数据与待检验植被净初级生产力遥感产品的空间尺度应一致，每个参考对象的空间范围与

待检验植被净初级生产力产品的分辨率应一致；

c）参考数据的样本在待检区域具有代表性，参考数据因涵盖待检区域内的主要植被类型；

d)参考数据获取的最小空间单元内应该为均一下垫面；

6检验方法

6.1检验方法选择

2

T/CARSAXXXXX—202X

按照《GB/T39468-2020陆地定量遥感产品真实性检验通用方法》和《T/CARSAXXXXX—202X高分

卫星遥感产品真实性检验通用方法》中的规定，高分卫星遥感植被净初级生产力产品真实性检验包括

直接检验和间接检验两种方法。直接检验法是通过实测的净初级生产力数据对待检产品进行检验的方

法；间接检验法是通过已知精度的净初级生产力产品对待检产品进行检验的方法，要求已知精度的净初

级生产力产品的时间分辨率和空间分辨率都不得粗于待检产品。一般情况下应优先采用直接检验法。

6.2直接检验法

高分卫星遥感植被净初级生产力产品真实性检验直接检验流程如图1所示，具体步骤如下。

a）待检植被净初级生产力遥感产品准备：待检植被净初级生产力遥感产品准备包括对遥感产品属

性、数据格式、单位、数据质量等信息的收集，对遥感产品进行必要的处理，如单位转换、数据格式转

换、投影转换等。

b）编制检验方案：根据真实性检验的目的、待检验植被净初级生产力产品的应用目标、精度要求、

可用于真实性检验的投入情况、检验区域植被分布特征、采样难易程度等因素，确定相应的检验建议方

案。

—全类型检验：所用的参考数据应覆盖检验范围内所有的植被类型，每种植被类型至少有一个参考

样本，且检验的时间尺度大于1年。适用于范围小、精度要求高的检验，按植被类型给出产品精度。

—主要类型检验：设计严格和系统的采样方案，根据植被的分布情况，利用参考数据对待检验区域

内的主要植被类型（面积最大、占比最多）的净初级生产力遥感产品进行检验，且检验的时间尺度大于

1年，给出产品精度。

c）参考数据获取：参考数据获取是指对用于验证遥感产品的地面实测数据进行收集和整理，可以

通过生物量收割法、测树学方法、涡动相关法等获得净初级生产力实测值，详细信息见附录A。

d）尺度转换：尺度转换就是将实测的净初级生产力数据进行时间和空间尺度的转换，得到与待检

产品像元尺度相匹配的参考数据。参考数据时间分辨率通常与遥感估算的植被净初级生产力时间分辨

率不一致，因此需要根据两者的时间尺度进行统一。高分卫星净初级生产力遥感产品的空间分辨率通常

在几十米到几米之间，通过生物量收割和测树学方法进行植被净初级生产力测量通常是在几米至几十

米的样方尺度开展，与高分卫星遥感植被净初级生产力产品像元分辨率较为接近；而通过涡动相关获取

的总初级生产力的空间范围通常为几百米的尺度，所以需要辅以足迹模型进行空间尺度转换。如果是采

用生物量收割法或者测树学方法，需要考虑样方大小与待检验像元的空间尺度的异质性。如果是采用涡

动相关法，则需要计算涡动相关的贡献源区，保证观测数据与待检产品空间位置的严格匹配。

e）准确度评价：利用待检产品和参考数据计算表征产品精度的相关评价指标，给出检验结论。准

确度评价指标详见GB/T36296-2018中附录A。

f）编写真实性检验报告：按照本标准第7节给出的真实性检验报告的提纲和附录B，编写净初级

生产力遥感产品真实性检验报告。

3

T/CARSAXXXXX—202X

待检植被净初级生产力遥感产品准备

编制检验方案

获取参考数据

时空尺度一否

尺度转换

致性判断

是

准确度评价

编写真实性检验报告

图1高分卫星遥感植被净初级生产力产品真实性检验直接检验流程

6.3间接检验法

高分卫星遥感植被净初级生产力产品真实性检验间接检验流程如图2所示，具体步骤如下。

a）待检植被净初级生产力遥感产品准备：待检植被净初级生产力遥感产品准备包括对遥感产品属

性、数据格式、单位、数据质量等信息的收集，对遥感产品进行必要的处理，如单位转换、数据格式转

换、投影转换等。

b）编制检验方案：根据真实性检验的目的、待检验植被净初级生产力产品的应用目标、精度要求、

可用于真实性检验的投入情况、检验区域植被分布特征、已知精度的净初级生产力产品的时空范围等因

素，确定相应的检验建议方案。

c）已知精度的净初级生产力产品：对已知精度的植被净初级生产力遥感产品进行整理和预处理，

包括对产品属性、数据格式、单位、数据质量等信息的收集，对遥感产品进行必要的处理，如单位转换、

数据格式转换、投影转换等。

d）尺度转换：尺度转换就是将已知精度的净初级生产力产品进行时间和空间尺度的转换，得到与

待检产品像元尺度相匹配的参考数据。

e）准确度评价：利用待检产品和参考产品计算表征产品精度的相关评价指标，给出检验结论。准

确度评价指标详见GB/T36296-2018中附录A。

f）编写真实性检验报告：按照本标准第7节给出的真实性检验报告的提纲和附录B，编写净初级

4

T/CARSAXXXXX—202X

生产力遥感产品真实性检验报告。

待检植被净初级生产力遥感产品准备

编制检验方案

已知精度的净初级生产力产品

时空尺度一否

尺度转换

致性判断

是

准确度评价

编写真实性检验报告

图2高分卫星遥感植被净初级生产力产品真实性检验间接检验流程

7检验报告

7.1封面信息

检验报告封面应包括以下信息：

a）检验报告编号；

b）检验报告名称；

c）检验负责人；

d）检验核对人；

e）检验签发人；

f）检验单位；

g）送检单位；

h）检验时间。

7.2正文信息

7.2.1植被净初级生产力产品概述

详细说明植被净初级生产力遥感产品名称、遥感产品来源、遥感产品时间、遥感产品空间范围、遥

感产品生成时间、遥感产品时间分辨率、遥感产品空间分辨率、遥感产品单位、遥感产品投影方式、遥

感产品算法描述、遥感产品生成时用到的其他数据描述等方面的信息及产品可能的应用领域等。

5

T/CARSAXXXXX—202X

7.2.2参考对象描述

对作为参考对象的数据集进行描述。对于直接检验，宜包括：参考对象的来源、观测方法、时间、

数据处理过程。对于间接检验，宜包括：参考对象的来源、准确度的描述。

7.2.3检验方法及流程

对采用的检验方法和检验过程进行描述，应包括但不限于以下内容：

a）检验方法概述；

b）检验流程；

c）检验结果的评价指标；

d）检验过程的记录要求；

e）检验结果的存档。

7.2.4真实性检验结论

对真实性检验结果进行描述，应包括但不限于以下内容：

a）真实性检验结果总体评价：净初级生产力与参考对象的总体偏差、时间动态的符合程度；

b）分项指标评价：不同植被类型净初级生产力产品的精度；季节尺度、年际尺度上的产品精度；

c）分析检验过程中的不确定度。

7.2.5附加信息

对净初级生产力遥感产品真实性检验过程中遇到的问题和其他相关信息进行说明和描述，在可能

的情况下给出待检净初级生产力遥感产品应用中的注意事项及改进建议。

7.3检验报告信息简表

净初级生产力遥感产品真实性检验报告信息简表样例见附录B。

6

T/CARSAXXXXX—202X

附录A

（资料性）

净初级生产力测量方法

A.1草地、农田净初级生产力调查方法

草本、农作物的净初级生产力测量主要采用生物量收割法，适合检验年尺度的净初级生产力遥感产

品。生物量收割法一般选在植被生长季后期，生物量基本稳定时测量，将生物量根据植物的含碳量比例

转换为净初级生产力，测量结果代表年净初级生产力。测量时样方布设数量设置需要根据待检验产品分

辨率确定，一个检验点上样方覆盖一个待检像元即可。详细的生物量调查方法参见规程NY-T-1233-2006

和NYT2998-2016中生物量测量的规范开展。

A.2林地净初级生产力调查方法

林地净初级生产力通过森林碳储量的调查方法获得，适用于乔木或灌木，适合检验年尺度的净初级

生产力遥感产品。测量时样方布设数量设置需要根据待检验产品分辨率确定，一个检验点上样方覆盖一

个待检像元即可。通过调查一定时间间隔（≥1年）的林地碳储量，通过两个时刻碳储量之差计算得到

净初级生产力。详细的碳储量调查方法参见标准GB/T30363-2013中第10节和LY/T1952-2011。

A.3涡动相关法

涡动相关法，适用于所有植被类型，适合检验日、月、年尺度的净初级生产力遥感产品。该方法时

间频率高、准确度高，推荐使用。该方法的优势是研究尺度较大，直接测定碳通量,可以自动长期连续精

细观测。涡动相关法可以直接估算陆地生态系统生产力（NEP），还可以通过通量拆分估计总初级生产

力（GPP）和生态系统呼吸量（Reco）。通量拆分有两种方法：一种是夜间呼吸外推法，将夜间测定的

有效NEP（即Reco）通过温度响应模型外推得到白天Reco，进而得到GPP；另一种是光响应曲线法，利

用白天NEP的冠层光合作用光响应模型估计白天Reco，进而得到GPP。在得到GPP后，需要确定植被的

碳利用效率，进而将GPP转换为NPP，植被的碳利用效率可以通过文献调研获得，每种植被类型的

NPP/GPP比例是一个接近常数的系数，特别是在长时间范围内。由于涡动观测的贡献源区与遥感像元空

间尺度不完全匹配，需要进行尺度转换，才能获得像元尺度的净初级生产力参考值，在这一转换过程中

需采用足迹模型计算涡动的贡献源区，可参考地表蒸散发遥感产品真实性检验标准（GB/T40033-2021）

像元真值获取部分。

7

T/CARSAXXXXX—202X

附录B

（资料性）

净初级生产力遥感产品真实性检验报告信息简表样例

表B.1给出了净初级生产力遥感产品真实性检验报告信息简表的参考样例。

表B.1净初级生产力遥感产品真实性检验报告信息简表样例

产品名称黑河流域净初级生产力遥感产品

地理参考

数据来源

(椭球、投影方CGCS2000，高斯-克吕格投影MODIS-Terra

(传感器)

式)

获取时间

空间分辨率

250(YYYY-2015-01-1至2015-12-31

（米）

MM-DD)

待检西至经度东至经度

E99°40′00″E101°50′10″

净初(°′″)(°′″)

级生北至纬度南至纬度

N42°30′10″N38°00′10″

产力空间范围(°′″)(°′″)

遥感黑河流域包含青海祁连县，甘肃张掖市甘州区、山丹县、民乐

产品范围描述县、临泽县、高台县、肃南县，酒泉市肃州区、金塔县，内蒙古

特征额济纳旗。

单位gC/m2/a

产品生产方法基于MODIS-Terra多光谱影像，利用光能利用率模型与气象数据，计算得到净

概述初级生产力。

调查方式○生物量收割法○测树学方法●涡动相关

■调查数据空间尺度100米的贡献源区

调查时间

2015-01-01至2015-12-31

参考(YYYY-MM-DD)

对象数据来源

特征(传感器)

描述空间分辨率（米）

□已检遥感产品

产品时相

(YYYY-MM-DD)

总体精度

（精度±标准差）

8

T/CARSAXXXXX—202X

检验方式○所有植被类型●部分植被类型

■直接检验法

尺度转换方法给予贡献源区模型进行空间匹配

检验检验方法