山区地表反照率遥感产品真实性检验方法研究

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1、密级:博士学位论文山区地表反照率遥感产品真实性检验方法研究作者姓名：林兴稳指导教师:柳钦火研究员中国科学院遥感与数字地球研究所闻建光副研究员中国科学院遥感与数字地球研究所学位类别:理学博士学科专业:地图学与地理信息系统研究所:中国科学院遥感与数字地球研究所2018年06月LandSurfaceAlbedoRemoteSensingProductsValidationoverRuggedTerrainByXingwenLinADissertation/ThesisSubmittedtoTheUniversityofChi

2、neseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofCartographyandGeographicInformationSystemInstituteofRemoteSensingandDigitalEarth,ChineseAcademicofScienceJun,2018中国科学院遥感与数字地球研究所学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工

3、作所取得的成果。论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人在导师指导下完成的论文，知识产权归属中国科学院遥感与数字地球研究所。本人完全了解中国科学院遥感与数字地球研究所关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意研究所保存或向国家有关部门及机构送交论文的印刷版和电子版，允许论

4、文被查阅和借阅；同意授权研究所采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存和汇编本学位论文。本人保证毕业后，以本论文数据和资料发表论文（著作）或使用论文工作成果时，第一署名单位为中国科学院遥感与数字地球研究所，并征得导师同意。保密论文在解密后遵守此规定。论文作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要定量遥感产品的精度评价对利用产品进行全球气候变化监测、生态环境检测等遥感应用研究具有十分重要的意义。根据国际定标与真实性检验小组（CEOS）的定义，真实性检验就是利用高质量的参考验证数据，独立地评价定量遥感产品的精度和不确定性的过

5、程。反照率产品的真实性检验工作是近些年研究的一个热点，对产品的精度进行有效的评价能够提高该产品应用的范围。目前反照率产品的真实性检验较其他参数来说是比较成熟的，处于陆表参量真实性检验小组定义的第三个阶段，也就是能够在全球范围内选择具有代表性的地面站点的长时间序列观测数据作为验证参考数据，来对反照率产品的真实性检验工作。然而，目前反照率产品的真实性检验多选择平坦地表下均质区域开展；在山区地表下，反照率产品的真实性检验工作却甚少的开展。全国乃至全球尺度下，更多区域地表覆盖的是地形复杂的山区，全球陆表有24%的区域是山区，全

6、国地表有2/3的面积是山区。要对产品的精度具有全面的了解，不仅需要了解其在平坦地表下的精度，还需要掌握该遥感产品在复杂的山区地形的精度，为定量遥感产品在山区的应用提供必要的精度信息。开展山区地表下定量遥感产品真实性检验的一个难点在于，山区地形效应导致了不同分辨率的遥感数据和遥感产品间的尺度效应影响严重，平坦地表下的真实性检验方法，在山区存在着不适用的问题。定量遥感产品的真实性检验是一个复杂的过程，牵涉到地面站点数据质量控制，辅助的高/低分辨率反照率产品反演与验证，不同分辨率遥感产品之间尺度转换研究等问题。本文以山地地表

7、条件下地表反照率产品的真实性检验为例，研究山区地表下全球反照率遥感产品的真实性检验关键方法。论文攻克的主要难点包括高质量参考地面验证数据集构建、山区地表高分辨率坡面反照率反演和山区地表高低分辨率反照率尺度转换关键技术，形成了一套全球高质量低分辨率反照率验证数据集，发展不同分辨率山区地表反照率产品真实性检验尺度转换模型，开展山地条件下全球尺度低分辨率反照率产品真实性检验工作。论文还将上述研究耦合到业务化运行的真实性检验系统中，快速实时实现全球尺度地表反照率产品的真实性检验。研究结果发现，在山区地表下，全反演的高质量MCD

8、43A3C6I山区地表反照率遥感产品真实性检验方法研究反照率产品的均方根误差约为0.035，相对误差约为21%。随着像元内平均坡度的增加，该产品的不确定性也呈现增加的趋势，在当地面验证站点的平均坡度大于10度时候，MCD43A3C6反照率产品相对于参考的低分辨率反照率的均方根误差高达0.044，相对均方根误差高达33%。在山区地表