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好文推荐|定量遥感产品真实性检验现状及发展趋势

吴小丹 遥感学报 2021-09-20

遥感人的成长家园

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主题词

定量遥感产品,真实性检验,地表异质性,

尺度效应,不确定性


图片来源于网络 

遥感已经从单纯提供观测数据的时代全面转型为提供各种科学数据产品的时代。然而,受限于卫星传感器的观测水平及反演算法的精度,遥感产品不可避免的存在误差。真实性检验是正确认识遥感产品准确性、稳定性的重要手段,是卫星产品从生产到应用的桥梁。地面观测数据作为真实性检验参考数据的主要来源,其观测尺度往往小于待验证像元,在这种情况下如何利用地面观测数据验证定量遥感产品的精度呢?


吴小丹、肖青等人近期发表文章《Advances in quantitative remote sensing product validation: Overview and current status》,系统阐述了如何利用地面观测对遥感产品进行精度评价这一科学问题。



论文标题

Advances in quantitative remote sensing product validation: Overview and current status

发表期刊

Earth-Science Reviews

论文全文链接

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001282521830151X



研究源起


目前的定量遥感产品真实性检验工作大多停留在选择均质地表或者具有空间代表性的站点观测与卫星产品直接比较,得出一些衡量两种数据接近程度或者一致性的定量定指标(如RMSE和R2),以此评价产品的精度。


事实上,这些定量指标除了包括遥感产品本身的误差外,还包含了地面观测的空间代表性误差,因此不能代表遥感产品真正的精度。由于地表广泛分布的异质性以及地面-卫星观测之间巨大的尺度差异,如何进行真实性检验工作来提高检验结果的准确性和可信度是本文需要回答的问题。

                                                                                 图片来源于网络


研究方法


● 明确真实性检验的内涵。


● 系统地分析了真实性检验原理和方法的发展,包括地面时空优化采样、升尺度转换方法,验证方式、评价方法等。


● 指出真实性检验目前存在的主要问题,包括原理方法的瓶颈问题,对异质性问题的处理,像元尺度真值估算的难点,山地遥感产品真实性检验方法的探索,真实性检验过程中的不确定性分析等。


● 对真实性检验发展趋势进行展望,主要包括真实性检验方法论的改进,真实性检验结果的表达,地面试验数据的搜集,构建基于网络的遥感产品真实性检验系统等。



结论


● 尺度效应是影响定量遥感产品真实性检验结果准确性和可靠性的关键问题。


● 目前遥感产品的真实性检验还受限于地面参考数据的可利用性和有效性。严格的真实性检验工作不应该是有什么样的数据就用什么数据,而是在不确定性最小原则的指导下选择最合适的数据(稀疏站点,WSN,高分辨率参考数据等)和升尺度方法得到尽可能接近真值的参考值,提高真实性检验结果的可信度。


● 真实性检验的最终目标不仅仅是得到一个定量的统计指标,而是对遥感产品性能的全面理解,包括数据在时间和空间上的完整性,时间分辨率,不同地表类型、气候条件下产品的表现,对地表渐变、突变过程的捕捉能力等。


● 遥感产品的真实性检验是推动遥感科学与技术发展的动力,是促进遥感数据产品应用的重要关键过程,值得深入思考与研究。该研究成果有助于加深对真实性检验的认识和理解。



更多信息



详见论文



作者简介


第一作者

吴小丹  兰州大学资源环境学院副教授,硕士生导师,研究方向为定量遥感产品真实性检验、尺度转换。

E-mail:wuxd@lzu.edu.cn


肖青  中国科学院空天信息研究院研究员,博士生导师。研究方向为定量遥感。

E-mail:xiaoqing@radi.ac.cn


通信作者


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