定量遥感产品反演中的检验与尺度转换问题 张仁华

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1、定量遥感模型算法的检验和空间尺度转换问题张仁华中国科学院地理科学与资源研究所内容一，定量遥感模型算法的检验二，定量遥感模型算法反演中的尺度问题一，定量遥感模型算法的检验模型算法检验的意义模型算法检验的误区模型算法检验的关键模型中非遥感参数的遥感化模型算法检验的意义使人相信你的算法的精度和可行性，特别是定量遥感圈外人士的认可。找到模型算法优化的途径。得到模型算法创新的启迪。模型算法检验的误区混淆相对容易的模型检验与难度较大的产品真实性检验（因为除像元制约模型外，模型检验的尺度远小于卫星产品的检验的尺度）由于卫星像元尺度

2、过大和地表的非均匀性，在没有严格确认该非均匀代表可以用多点取代的情况下，这种混淆使检验不得不误入被遥感否定掉的“以点代面”怪圈.地面遥感航空同卫星同数据、非遥步观测步观测感参数待检模已检模已检模型反演型反演型反演地-机星尺度同检验机尺度同目目标同面积标同面积反反演值一致尺度演值一致性尺度性转换转换产品的否否相对真值反馈修正反馈修正是完成真实性检验定量遥感模型算法检验的关键获取传感器视场的遥感模拟数据获取与视场同空间尺度、准时间同步的非遥感参数获取与视场同空间尺度、准时间同步反演目标参数的相对真值模型算法检验的关键图示经标定的非遥

3、感传经标定的模拟遥感传感器测量的参数感器测量光谱数据待检验的遥感模型算法待检验模型的输出值标准计量仪器测量的反演目标相对真值详细步骤根据反演模型或算法，确定反演所需的模拟遥感数据；并确定模型需要输入的非遥感参数。获取地面模拟遥感数据传感器的视场角匹配地面模拟遥感信号。获取与地面模拟遥感数据传感器的视场角匹配的非遥感参数。利用地面观测的模拟遥感数据和非遥感参数输入待检反演模型进行反演，获得该尺度下的反演结果。根据相对真值的定义和表中特征精度和特征均匀度的规定，运用标准计量仪器或其他非遥感仪器，测定被测目标的相对真值。其尺度与上

4、述模拟遥感数据测定尺度相同。根据地表相对真值和同尺度的反演值，确定模型误差并进行反馈纠正，反复迭代,使误差最小化。由于模型的非线性,必须具有高中低值检验样地获取相对真值面对的科学问题如何表征地物属性参数的相对性与相对真值任何地物属性的量值必须传感器测量任何传感器固有其精度阈与空间阈特征精度和特征均匀度特征精度是一种已经能够表达地物能量流物质流基本特征和演变规律的精度。在特征精度下所表达出的均匀程度，称其为特征均匀度。精度的相对性所有样本值均为18.0◦C精度=±0.05◦C18.1◦C18.04◦C18.0◦C17.95◦C

5、17.9◦C相对真值真值测量样本值空间均质的相对性上图为沙地影像图,整幅作为一个像元时显示均匀（同温）但在亚像元尺度上显示的非均匀（不同温）影像图中下面的尺每格为1mm。可以看到1mm宽有2－3个沙粒的受阳面和阴影特征精度和特征均匀度的定义及其两者的关系122[()]，P，PP.iiEEENENE为均匀度为精特征均匀度E为粗特征均匀度NE某范围或面积内的空间分布变量、i某范围或面积内的空间分布变量的平均值、P:特征精度高端P为特征精度E:P:特征精度低端NE:获取非遥感参数所面临的科学问题-非遥感参数如何

6、遥感化所谓非遥感参数，即目前还不能用遥感手段获取的模型参数非遥感参数是点信息，仍然遗留被遥感否定掉的“以点代面”弊病。严重影响遥感模型算法的可操作化。压缩非遥感参数数目作为衡量定量遥感模型算法可应用性的重要指标。非遥感参数遥感化的途径-成功实例挖掘波谱信息1利用大气波谱信息纠正大气辐射衰减的劈窗技术，免去了探空气球观测。2利用大气波谱信息纠正大气辐射衰减的抗大气影响的植被指数。3利用链接中红外和热红外的“独立于温度的波谱指标”的TES算法4利用多光谱反演的大气温湿廓线的算法等…….非遥感参数遥感化的途径-成功实例挖掘多角度信

7、息1以多角度信息获取植被冠层结构参数2以多角度信息获取大气温湿廓线3以多角度信息分解混合像元地表温度等…….非遥感参数遥感化的途径-成功实例挖掘多时相信息1以多时相信息判别作物种类2以多时相信息为基础的微分热惯量反演土壤蒸发中的波文比..等…..非遥感参数遥感化的途径-成功实例挖掘像元之间的相对信息潜力1以像元排序对比法(PCACA)分解混合像元组分温度.2以像元排序对比法(PCACA)分别获取土壤和植被表面的波文比,免于地表蒸散模型中的非遥感参数--空气动力学阻抗和水汽阻抗等……非遥感参数遥感化的途径-成功实例我认为梁顺林教授

8、的算法群也是非遥感参数遥感化的成功例子！二，定量遥感模型算法反演中的尺度问题地面遥感航空同卫星同数据、非遥步观测步观测感参数待检模已检模已检模型反演型反演型反演地-机星尺度同检验机尺度同目目标同面积标同面积反反演值一致尺