【薦書(shū)】遙感真實(shí)性檢驗(yàn)理論、方法與實(shí)踐

近年來(lái)，隨著國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星與遙感載荷的快速發(fā)展，推動(dòng)自主遙感產(chǎn)品的研發(fā)，提升其質(zhì)量與精度尤為緊迫，關(guān)乎國(guó)家決策科學(xué)性、航天強(qiáng)國(guó)和質(zhì)量強(qiáng)國(guó)實(shí)現(xiàn)的戰(zhàn)略性問(wèn)題。遙感真實(shí)性檢驗(yàn)，即利用可視為像元真值的參考值對(duì)遙感產(chǎn)品的不確定性進(jìn)行定量評(píng)估，并明確精度指標(biāo)的過(guò)程，是提高遙感產(chǎn)品質(zhì)量與可用性的根本依據(jù)。

“遙感真實(shí)性檢驗(yàn)理論、方法與實(shí)踐”一書(shū)旨在回答一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：我們?nèi)绾慰陀^公正地為遙感產(chǎn)品度量誤差，讓您的遙感結(jié)果更具說(shuō)服力與價(jià)值。我們將帶您從遙感真實(shí)性檢驗(yàn)基礎(chǔ)理論出發(fā)，深度剖析站網(wǎng)選址、樣點(diǎn)優(yōu)化、質(zhì)量控制、尺度轉(zhuǎn)換、真值評(píng)價(jià)、檢驗(yàn)系統(tǒng)到典型應(yīng)用等全鏈條前沿技術(shù)，為各行業(yè)遙感深度應(yīng)用奠定信任基石。

主題詞：定量遙感，遙感真實(shí)性檢驗(yàn)，尺度轉(zhuǎn)換，像元真值，質(zhì)量評(píng)估

背 景

回顧我國(guó)遙感真實(shí)性檢驗(yàn)的發(fā)展歷程，2001年北京順義遙感綜合試驗(yàn)，開(kāi)創(chuàng)了以像元為核心的定量遙感星–機(jī)–地同步觀測(cè)與尺度轉(zhuǎn)換研究的先河。隨后的2007年與 2012年黑河遙感綜合試驗(yàn)，以及2020—2022年高分遙感星機(jī)地綜合試驗(yàn)，為我國(guó)遙感真實(shí)性檢驗(yàn)關(guān)鍵理論與方法的發(fā)展提供了重要支撐。在這些試驗(yàn)推動(dòng)下，逐步發(fā)展了像元尺度新型觀測(cè)、優(yōu)化采樣、尺度轉(zhuǎn)換、真值估算、不確定性評(píng)價(jià)與誤差溯源等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了從遙感觀測(cè)到像元真值的完整性檢驗(yàn)技術(shù)鏈條。國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施和高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)陸續(xù)建設(shè)了全國(guó)遙感真實(shí)性檢驗(yàn)場(chǎng)站網(wǎng)絡(luò)，顯著推動(dòng)了我國(guó)遙感真實(shí)性檢驗(yàn)從科學(xué)研究走向業(yè)務(wù)化應(yīng)用。《遙感真實(shí)性檢驗(yàn)理論、方法與實(shí)踐》正是在上述研究成果基礎(chǔ)上，依托作者團(tuán)隊(duì)及合作單位在該領(lǐng)域多年的科研與工程實(shí)踐，系統(tǒng)梳理和總結(jié)而成。我們致力于構(gòu)建一套兼具理論深度與實(shí)踐操作性的真實(shí)性檢驗(yàn)技術(shù)體系。

本書(shū)看點(diǎn)

全書(shū)緊緊圍繞“理論—方法—實(shí)踐”三大層次展開(kāi)：在理論層面，重點(diǎn)探討遙感真實(shí)性檢驗(yàn)的科學(xué)內(nèi)涵、尺度問(wèn)題、誤差傳遞與溯源機(jī)制，為其奠定數(shù)理基礎(chǔ)；在方法層面，系統(tǒng)闡述地面觀測(cè)站網(wǎng)規(guī)劃、樣點(diǎn)優(yōu)化、真值獲取與質(zhì)量評(píng)估等關(guān)鍵技術(shù)，形成全鏈條遙感真實(shí)性檢驗(yàn)方法體系；在實(shí)踐層面，詳細(xì)介紹遙感真實(shí)性檢驗(yàn)的系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)，并結(jié)合多類典型遙感產(chǎn)品，展示遙感真實(shí)性檢驗(yàn)的具體流程與案例分析。本書(shū)不僅能幫助讀者理解“為何開(kāi)展真實(shí)性檢驗(yàn)”，更能清晰指引“如何有效開(kāi)展真實(shí)性檢驗(yàn)”。

本書(shū)主旨

深度解析遙感真實(shí)性檢驗(yàn)的理論、方法與應(yīng)用實(shí)踐。

內(nèi)容簡(jiǎn)介

全書(shū)共分8章。第1章概述了遙感真實(shí)性檢驗(yàn)的意義、科學(xué)內(nèi)涵、國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展；第2章構(gòu)建遙感真實(shí)性檢驗(yàn)的理論技術(shù)體系，探討真值獲取、質(zhì)量評(píng)估和誤差溯源等關(guān)鍵基礎(chǔ)性問(wèn)題；第3章構(gòu)建遙感真實(shí)性檢驗(yàn)場(chǎng)站選址指標(biāo)體系，介紹異質(zhì)性地表樣點(diǎn)優(yōu)化布設(shè)技術(shù)方法；第4章分析地面觀測(cè)真值數(shù)據(jù)的誤差來(lái)源和質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，介紹真值數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和分級(jí)策略；第5章闡述遙感真實(shí)性檢驗(yàn)中的尺度問(wèn)題，介紹站點(diǎn)代表性評(píng)價(jià)和關(guān)鍵參量尺度轉(zhuǎn)換方法；第6章闡述像元真值誤差來(lái)源與傳遞機(jī)理，介紹誤差控制方法；第7章介紹遙感真實(shí)性檢驗(yàn)系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用案例；第8章展望遙感真實(shí)性檢驗(yàn)的發(fā)展趨勢(shì)與未來(lái)方向。

針對(duì)人群

本書(shū)可供從事遙感野外臺(tái)站觀測(cè)和遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)的科技工作者、 遙感應(yīng)用部門(mén)的工作人員、遙感類項(xiàng)目的計(jì)劃和管理工作者，以及高等院校遙感科學(xué)與技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等專業(yè)的本科生、研究生及教師閱讀使用。

目 錄

第1章 真實(shí)性檢驗(yàn)概述
1.1 遙感科學(xué)中的真實(shí)性檢驗(yàn)

1.2 真實(shí)性檢驗(yàn)基本概念

1.2.1 真實(shí)性檢驗(yàn)定義

1.2.2 真實(shí)性檢驗(yàn)組成

1.2.3 真實(shí)性檢驗(yàn)層次

1.2.4 真實(shí)性檢驗(yàn)、遙感定標(biāo)、算法測(cè)評(píng)之間的關(guān)系

1.3 真實(shí)性檢驗(yàn)基本術(shù)語(yǔ)

1.4 真實(shí)性檢驗(yàn)發(fā)展歷程

1.4.1 國(guó)際真實(shí)性檢驗(yàn)發(fā)展歷程

1.4.2 中國(guó)遙感實(shí)驗(yàn)與真實(shí)性檢驗(yàn)發(fā)展歷程

1.5 全球主要真實(shí)性檢驗(yàn)組織和觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)

1.6 小結(jié)

第2章 真實(shí)性檢驗(yàn)理論基礎(chǔ)

2.1 理論框架和技術(shù)體系

2.2 像元尺度相對(duì)真值

2.2.1 像元尺度相對(duì)真值的數(shù)學(xué)定義

2.2.2 像元尺度相對(duì)真值獲取的關(guān)鍵問(wèn)題

2.3 遙感產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)估

2.3.1 真實(shí)性檢驗(yàn)方法

2.3.2 遙感產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)估關(guān)鍵問(wèn)題

2.4 遙感產(chǎn)品的誤差溯源

2.4.1 遙感產(chǎn)品的誤差溯源含義

2.4.2 遙感產(chǎn)品誤差溯源的關(guān)鍵問(wèn)題

2.5 遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系

2.6 小結(jié)

第3章 真實(shí)性檢驗(yàn)場(chǎng)站選址與樣點(diǎn)優(yōu)化布設(shè)

3.1 真實(shí)性檢驗(yàn)場(chǎng)站選址

3.1.1 真實(shí)性檢驗(yàn)場(chǎng)站評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

3.1.2 場(chǎng)地特征評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)學(xué)模型

3.1.3 真實(shí)性檢驗(yàn)場(chǎng)站選址指標(biāo)計(jì)算方法

3.1.4 真實(shí)性檢驗(yàn)場(chǎng)站綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)實(shí)例

3.2 參量樣點(diǎn)優(yōu)化布設(shè)

3.2.1 地表異質(zhì)性評(píng)價(jià)度量

3.2.2 數(shù)值型參量樣點(diǎn)優(yōu)化采樣方法

3.2.3 幾何和類別型參量樣區(qū)優(yōu)化采樣方法

3.3 真實(shí)性檢驗(yàn)場(chǎng)站選址與樣點(diǎn)優(yōu)化布設(shè)實(shí)例

3.3.1 全國(guó)真實(shí)性檢驗(yàn)場(chǎng)站選址

3.3.2 懷來(lái)遙感站樣點(diǎn)優(yōu)化布設(shè)

3.4 小結(jié)

第4章 地面觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)和質(zhì)量控制

4.1 地面觀測(cè)數(shù)據(jù)的主要誤差來(lái)源

4.1.1 測(cè)量誤差

4.1.2 代表性誤差

4.2 地面觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量元素和質(zhì)量評(píng)價(jià)

4.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法

4.3.1 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制常規(guī)方法

4.3.2 數(shù)據(jù)閾值判定方法

4.3.3 空間代表性評(píng)價(jià)方法

4.4 數(shù)據(jù)分級(jí)

4.4.1 數(shù)據(jù)分級(jí)規(guī)則

4.4.2 數(shù)據(jù)格式和命名規(guī)則

4.5 應(yīng)用案例

4.5.1 地表反照率數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

4.5.2 土壤熱通量數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

4.5.3 土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)質(zhì)量控制

4.6 小結(jié)

第5章 關(guān)鍵參量的尺度效應(yīng)和尺度轉(zhuǎn)換

5.1 真實(shí)性檢驗(yàn)中的尺度問(wèn)題概述

5.1.1 尺度問(wèn)題及觀測(cè)足跡

5.1.2 尺度轉(zhuǎn)換

5.2 觀測(cè)站點(diǎn)的時(shí)空代表性評(píng)價(jià)

5.2.1 點(diǎn)面特征比較

5.2.2 地表空間異質(zhì)性分析

5.3 遙感參量的升尺度轉(zhuǎn)換

5.3.1 通用的升尺度方法

5.3.2 基于高分辨率輔助數(shù)據(jù)的升尺度

5.3.3 基于地面多點(diǎn)采樣數(shù)據(jù)的升尺度

5.3.4 基于地面單點(diǎn)測(cè)量的升尺度

5.3.5 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的升尺度

5.4 遙感參量的降尺度轉(zhuǎn)換

5.4.1 遙感參量產(chǎn)品降尺度算法綜述

5.4.2 地表溫度產(chǎn)品降尺度進(jìn)行真實(shí)性檢驗(yàn)實(shí)例

5.5 小結(jié)

第6章 像元真值不確定性評(píng)價(jià)

6.1 像元尺度真值不確定性度量

6.1.1 觀測(cè)誤差

6.1.2 幾何配準(zhǔn)誤差

6.1.3 優(yōu)化采樣誤差

6.1.4 時(shí)空代表性差異

6.2 不確定性誤差傳遞

6.3 像元尺度真值不確定性控制

6.4 小結(jié)

第7章 遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)系統(tǒng)及應(yīng)用案例

7.1 真實(shí)性檢驗(yàn)系統(tǒng)概述

7.1.1 真實(shí)性檢驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建的挑戰(zhàn)

7.1.2 現(xiàn)有主要真實(shí)性檢驗(yàn)系統(tǒng)

7.2 真實(shí)性檢驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè)

7.2.1 真實(shí)性檢驗(yàn)系統(tǒng)架構(gòu)

7.2.2 真實(shí)性檢驗(yàn)報(bào)告設(shè)計(jì)

7.3 關(guān)鍵參量真實(shí)性檢驗(yàn)應(yīng)用案例

7.3.1 共性產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)與真實(shí)性檢驗(yàn)系統(tǒng)中算法測(cè)評(píng)應(yīng)用案例

7.3.2 真實(shí)性檢驗(yàn)應(yīng)用案例

7.4 小結(jié)

第8章 發(fā)展趨勢(shì)與展望

8.1 像元尺度真值獲取理論與方法的突破

8.2 遙感像元真值不確定性評(píng)價(jià)

8.3 復(fù)雜山地真實(shí)性檢驗(yàn)理論與方法

8.4 真實(shí)性檢驗(yàn)與遙感產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)

8.5 遙感產(chǎn)品誤差溯源與質(zhì)量再提升
8.6 小結(jié)

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作者簡(jiǎn)介

第一作者：聞建光，中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院研究員，長(zhǎng)期從事復(fù)雜地表定量遙感研究。E-mail: wenjg@aircas.ac.cn

圖書(shū)信息

聞建光、吳小丹、肖青、游冬琴、林興穩(wěn)、柳欽火，遙感真實(shí)性檢驗(yàn)理論、方法與實(shí)踐，科學(xué)出版社，北京，2025.10.

來(lái)源：遙感學(xué)報(bào)