【薦書】遙感真實性檢驗理論、方法與實踐

近年來，隨著國產衛星與遙感載荷的快速發展，推動自主遙感產品的研發，提升其質量與精度尤為緊迫，關乎國家決策科學性、航天強國和質量強國實現的戰略性問題。遙感真實性檢驗，即利用可視為像元真值的參考值對遙感產品的不確定性進行定量評估，并明確精度指標的過程，是提高遙感產品質量與可用性的根本依據。

“遙感真實性檢驗理論、方法與實踐”一書旨在回答一個關鍵問題：我們如何客觀公正地為遙感產品度量誤差，讓您的遙感結果更具說服力與價值。我們將帶您從遙感真實性檢驗基礎理論出發，深度剖析站網選址、樣點優化、質量控制、尺度轉換、真值評價、檢驗系統到典型應用等全鏈條前沿技術，為各行業遙感深度應用奠定信任基石。

主題詞：定量遙感，遙感真實性檢驗，尺度轉換，像元真值，質量評估

背 景

回顧我國遙感真實性檢驗的發展歷程，2001年北京順義遙感綜合試驗，開創了以像元為核心的定量遙感星–機–地同步觀測與尺度轉換研究的先河。隨后的2007年與 2012年黑河遙感綜合試驗，以及2020—2022年高分遙感星機地綜合試驗，為我國遙感真實性檢驗關鍵理論與方法的發展提供了重要支撐。在這些試驗推動下，逐步發展了像元尺度新型觀測、優化采樣、尺度轉換、真值估算、不確定性評價與誤差溯源等關鍵技術，構建了從遙感觀測到像元真值的完整性檢驗技術鏈條。國家民用空間基礎設施和高分辨率對地觀測系統重大專項陸續建設了全國遙感真實性檢驗場站網絡，顯著推動了我國遙感真實性檢驗從科學研究走向業務化應用。《遙感真實性檢驗理論、方法與實踐》正是在上述研究成果基礎上，依托作者團隊及合作單位在該領域多年的科研與工程實踐，系統梳理和總結而成。我們致力于構建一套兼具理論深度與實踐操作性的真實性檢驗技術體系。

本書看點

全書緊緊圍繞“理論—方法—實踐”三大層次展開：在理論層面，重點探討遙感真實性檢驗的科學內涵、尺度問題、誤差傳遞與溯源機制，為其奠定數理基礎；在方法層面，系統闡述地面觀測站網規劃、樣點優化、真值獲取與質量評估等關鍵技術，形成全鏈條遙感真實性檢驗方法體系；在實踐層面，詳細介紹遙感真實性檢驗的系統工程實現，并結合多類典型遙感產品，展示遙感真實性檢驗的具體流程與案例分析。本書不僅能幫助讀者理解“為何開展真實性檢驗”，更能清晰指引“如何有效開展真實性檢驗”。

本書主旨

深度解析遙感真實性檢驗的理論、方法與應用實踐。

內容簡介

全書共分8章。第1章概述了遙感真實性檢驗的意義、科學內涵、國內外研究進展；第2章構建遙感真實性檢驗的理論技術體系，探討真值獲取、質量評估和誤差溯源等關鍵基礎性問題；第3章構建遙感真實性檢驗場站選址指標體系，介紹異質性地表樣點優化布設技術方法；第4章分析地面觀測真值數據的誤差來源和質量評價方法，介紹真值數據質量控制和分級策略；第5章闡述遙感真實性檢驗中的尺度問題，介紹站點代表性評價和關鍵參量尺度轉換方法；第6章闡述像元真值誤差來源與傳遞機理，介紹誤差控制方法；第7章介紹遙感真實性檢驗系統工程實現與應用案例；第8章展望遙感真實性檢驗的發展趨勢與未來方向。

針對人群

本書可供從事遙感野外臺站觀測和遙感產品真實性檢驗的科技工作者、 遙感應用部門的工作人員、遙感類項目的計劃和管理工作者，以及高等院校遙感科學與技術、地理信息系統等專業的本科生、研究生及教師閱讀使用。

目 錄

第1章 真實性檢驗概述
1.1 遙感科學中的真實性檢驗

1.2 真實性檢驗基本概念

1.2.1 真實性檢驗定義

1.2.2 真實性檢驗組成

1.2.3 真實性檢驗層次

1.2.4 真實性檢驗、遙感定標、算法測評之間的關系

1.3 真實性檢驗基本術語

1.4 真實性檢驗發展歷程

1.4.1 國際真實性檢驗發展歷程

1.4.2 中國遙感實驗與真實性檢驗發展歷程

1.5 全球主要真實性檢驗組織和觀測網絡

1.6 小結

第2章 真實性檢驗理論基礎

2.1 理論框架和技術體系

2.2 像元尺度相對真值

2.2.1 像元尺度相對真值的數學定義

2.2.2 像元尺度相對真值獲取的關鍵問題

2.3 遙感產品的質量評估

2.3.1 真實性檢驗方法

2.3.2 遙感產品質量評估關鍵問題

2.4 遙感產品的誤差溯源

2.4.1 遙感產品的誤差溯源含義

2.4.2 遙感產品誤差溯源的關鍵問題

2.5 遙感產品真實性檢驗標準規范體系

2.6 小結

第3章 真實性檢驗場站選址與樣點優化布設

3.1 真實性檢驗場站選址

3.1.1 真實性檢驗場站評價指標體系的建立

3.1.2 場地特征評價指標的數學模型

3.1.3 真實性檢驗場站選址指標計算方法

3.1.4 真實性檢驗場站綜合指標評價實例

3.2 參量樣點優化布設

3.2.1 地表異質性評價度量

3.2.2 數值型參量樣點優化采樣方法

3.2.3 幾何和類別型參量樣區優化采樣方法

3.3 真實性檢驗場站選址與樣點優化布設實例

3.3.1 全國真實性檢驗場站選址

3.3.2 懷來遙感站樣點優化布設

3.4 小結

第4章 地面觀測數據質量評價和質量控制

4.1 地面觀測數據的主要誤差來源

4.1.1 測量誤差

4.1.2 代表性誤差

4.2 地面觀測數據質量元素和質量評價

4.3 數據質量控制方法

4.3.1 數據質量控制常規方法

4.3.2 數據閾值判定方法

4.3.3 空間代表性評價方法

4.4 數據分級

4.4.1 數據分級規則

4.4.2 數據格式和命名規則

4.5 應用案例

4.5.1 地表反照率數據質量控制

4.5.2 土壤熱通量數據質量控制

4.5.3 土壤水分數據質量控制

4.6 小結

第5章 關鍵參量的尺度效應和尺度轉換

5.1 真實性檢驗中的尺度問題概述

5.1.1 尺度問題及觀測足跡

5.1.2 尺度轉換

5.2 觀測站點的時空代表性評價

5.2.1 點面特征比較

5.2.2 地表空間異質性分析

5.3 遙感參量的升尺度轉換

5.3.1 通用的升尺度方法

5.3.2 基于高分辨率輔助數據的升尺度

5.3.3 基于地面多點采樣數據的升尺度

5.3.4 基于地面單點測量的升尺度

5.3.5 基于機器學習的升尺度

5.4 遙感參量的降尺度轉換

5.4.1 遙感參量產品降尺度算法綜述

5.4.2 地表溫度產品降尺度進行真實性檢驗實例

5.5 小結

第6章 像元真值不確定性評價

6.1 像元尺度真值不確定性度量

6.1.1 觀測誤差

6.1.2 幾何配準誤差

6.1.3 優化采樣誤差

6.1.4 時空代表性差異

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

第7章 遙感產品真實性檢驗系統及應用案例

7.1 真實性檢驗系統概述

7.1.1 真實性檢驗系統構建的挑戰

7.1.2 現有主要真實性檢驗系統

7.2 真實性檢驗系統建設

7.2.1 真實性檢驗系統架構

7.2.2 真實性檢驗報告設計

7.3 關鍵參量真實性檢驗應用案例

7.3.1 共性產品算法測評與真實性檢驗系統中算法測評應用案例

7.3.2 真實性檢驗應用案例

7.4 小結

第8章 發展趨勢與展望

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價

8.3 復雜山地真實性檢驗理論與方法

8.4 真實性檢驗與遙感產品質量評價

8.5 遙感產品誤差溯源與質量再提升
8.6 小結

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作者簡介

第一作者：聞建光，中國科學院空天信息創新研究院研究員，長期從事復雜地表定量遙感研究。E-mail: wenjg@aircas.ac.cn

圖書信息

聞建光、吳小丹、肖青、游冬琴、林興穩、柳欽火，遙感真實性檢驗理論、方法與實踐，科學出版社，北京，2025.10.

來源：遙感學報