GB/T 40039-2021.Validation of soil moisture remote sensing products.
1范围
GB/T 40039规定了土壤水分遥感产品真实性检验的基本要求、检验方法和检验报告。
GB/T 40039适用于全球和区域尺度土壤水分遥感产品的真实性检验。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 28418-2012土壤水分(墒情)监 测仪器基本技术条件
GB/T 36296-2018遥感产品真实性检验导则
GB/T 39468-2020陆地定量遥感产品真实性检验通用方法.
3术语和定义
GB/T 28418-2012 、GB/T 36296-2018、GB/T 39468-2020 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
土壤水分 soil moisture
吸附于土壤颗粒和存在于土壤孔隙中的水。
注:主要为液态水,少数为寒冷季节冻结的固态冰和以水汽形式存在的气态水。
3.2
土壤体积含水量 volumetric soil moisture
单位体积土壤包含的液态水体积。
注:单位为立方厘米每立方厘米(cm3/cm3”)。
3.3
土壤重量含水量 gravimetric soil moisture
土壤质量含水量
土壤中保持的液态水质量与干土质量的比值。
注:单位为克每克(g/g)。
3.4
土壤容重 bulk density
单位体积原状土壤中的干土质量。
注:单位为克每立方厘米(g/cm3 )。
本标准规定了土壤水分遥感产品真实性检验的基本要求、检验方法和检验报告。 本标准适用于全球和区域尺度土壤水分遥感产品的真实性检验。

ICS07.040
中华人民共和国国家标准
GB/T40039—2021
土水分遥感产品真实性检验
Validation of soil moisture remote sensing products2021-04-30发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-11-01实施
GB/T40039—2021
规范性引用文件
术语和定义
基本要求
检验方法
检验方法选择
白接检验法
验证区选择
样本选择
地面数据同步测量
像元尺度相对真值确定
准确度评价
不确定度分析
间接检验法
6检验报告
封面信息
正文信息
待检上壤水分遥感产品概述
参考对象描述
检验方法及流程
真实性检验结论
附加信息
6.3检验报告信息简表
附录A（规范性附录）十壤水分测量方法参考文献·
环刀法
-rKaeerKa-
本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。标滩由中国科学院提出。
本标准出全国遥感技术标准化技术委员会（SAC/TC327)归口GB/T40039—2021
本标准起草单位：中国科学院西北生态环境资源研究院、北京师范大学、中国科学院空天信息创新研究院、国家卫星气象中心、中国科学院青藏高原研究所。本标准卡要起草人：晋锐、亢健、马春锋、朱忠礼、再有华、赵天杰、武胜利、李新、刘照言。rrKaeerkAca-
GB/T 40039—2021
上壤水分是全球气恢系统核心变量之一，在地表和大气能量水分平衡中发挥重要作用。上壤水分占接决定降水转化为蒸散发、人渗及产流的比例，是陆地水资源形成、转化、消耗过程中的基本变量。此外，上壤水分还是植被生长的基本物质条件，影响植被光合作用速率和上壤微生物呼吸：上壤水分遥感产品己成为气候、气象、水文、生态及农业等领域必不可少的关键参量十壤水分遥感产品的真实性检验是独立评价十壤水分遥感产品准确度和不确定度的基本方法。们！日前对十壤水分遥感产品质量的客观评价和定量检验尚缺乏标准可依，因此，有必要形成一套合理，舰范、可行的工壤水分遥感产品直实性检验标准，保证上壤水分避感产品在相关研究和应用中的质量和致性。
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1范围
土壤水分遥感产品真实性检验，GB/T40039—2021
本标准规定了十壤水分遥感产品真实性检验的基本要求、检验方法和检验报告。本标准适用丁全球和区域尺度土壤水分遥感产品的真实性检验。规范性引用文件
下列文件对丁本文件的应用是必不可少的：凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用丁本文件。凡是不注期的引用文件.其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T284182012上壤水分（摘情）监测仪器基本技术条件GB/T362962018遥感产：品直实性检验导则G3/T39468—2020陆地定量遥感产品真实性检验通用方法3术语和定义
GB/T28418—2012、（B/T36296—2018、G3/T39468—2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
土壤水分
soilmoisture
吸附于土壤颗粒和存在于土壤孔隙中的水：注：主耍为液态水，少数为寒冷季节冻结的固态冰和以水汽形式存在的气态水，3.2
土壤体积含水量
volumetric soil moisture
单位体积十壤包含的液态水休积。注：单位为立方厘米每立方座米（cm*/cm2）3.3
土壤重量含水量
gravimetricsoilmoisturebzxZ.net
上壤质量含水量
十壤中保持的液态水质量与干十质量的比值注：单位为克每克(g/）)。
bulk density
王壤容重
单位体积原状上壤中的「上质量，注：单位为克每立方厘米（g/cm）。4基本要求
十壤水分遥感产品真实性检验应符合（G13/T36296一2018中第7章的规定，并满足下列要求：-rrKaeerkca-
GB/T 40039—2021
参考对象届为与待检土壤水分遥感产品相同或邻近时期（不超过24h）的同-区域土境水分数据，
b）参考对象和待检十壤水分遥感产品应同为十壤体识含水量；如为十壤重量含水量，应通过十壤容重转换为上壤体积含水量。
c）参考对象应渊盖验证区中的主要地衣类型（除水体、冰雪、城镇和建设用地外）且每种主要地表类型宜包含高、中、低三种土壤水分情况。d）参考对象的均方根误差应小于0.01 cm/cm，5检验方法
检验方法选择
土壤水分遥感产品的真实性检验方法包括古接检验法和间接检验法：根据参考对象的可获取性选择朴成的检验方法：
a）应优先选择十壤水分地而同步测量数据作为参考对象，采用直接检验法：b）当无上壤水分地面向步测量数据时，可利用已检上壤水分产品作为参考对象，采用问接检验法，
5.2直接检验法
5.2.1概述
占接检验法操作流程应符合GB/T362962018中8.1的规定，主要操作流程见图1。验证区选择
待检·上填水分遥感产品
5.2.2验证区选择
空间匹配
准确度评价
不确定度分析
直接检验法操作流程
群本选择
地面数据同步测量
像元尺度相对真值确定
当待检土壤水分遥感产品空间分辨率粗于或等于5km时，应至少选择待检土壤水分遥感产品1个像元对应的地表区域作为验证区：当待检土壤水分遥感产品的空间分辨率优于5km时，成至少选择待检十壤水分遥感产品2×2个像元对应的地表区域作为验证区。验证区应与待检十壤水分遥感产品保持空匹配，
收集验证区与士壤水分相关的先验信息，按照（G13/T39168—2020中4.2的规定判断士壤水分在-rKaeerkca-
GB/T40039—2021
空间上的差异性：先验信息可采用土壤水分、地表热惯量、地表温度、植被指数、土壤蒸发效率等，先验信息的空间分辫率应不低于待检十壤水分遥感产品的空间分率，5.2.3样本选择
根据验证区上壤水分空问异质性分析结果.按照GB/T39468一2020中4.3.1选择适用的空问抽样模型确定样本位置：验证区内每个像元的样本量不低于4个，且每种主要地表类型至少有1个样本。5.2.4地面数据同步测量
按照5.2.3确定的样本位置，开展上壤水分的地面同步测量，具体要求如下：a）应对原状上逆行测量，
b）如待检土壤水分遥感产品为表层土壤水分，地而测量深度成在0cm~10cm之间：如待检土壤水分遥感产品为根区十壤水分，地而测量深度应根据植被根系确定c）优先采用白动监测仪器测量十壤水分。白动监测仪器的基本技术条件应符合（G3/T281182012的规定，还应满是测量数值范围为0cm/cm~0.6cm/cm，测量分辨率不低了0.001cm/cm，白动监测仪器的测量误差应经烘十法进行标定，绝对误差不高于0.03cm/cm，测量结果重复性标准差不大于0.02cm/cm，白动监测仪器测量十壤水分包括固定位置连续测量和移动式测量两种方式，固定位置连续测d)
量可采用与待检十壤水分遥感产品获取时间最近的观测值作为样本测量值，移动式测量则应在同一样本位置连续测量至少两个上壤水分后计算均值作为样本测量值。如未配备白动监测仪器，川采用环刀法：在同一样本位置采集至少两个原状上样测量上壤水e）
分后计算均值作为样本测量值，测量方法见附录A，5.2.5像元尺度相对真值确定
根据待检上壤水分遥感产品的空问分辨率、验证区上壤水分空问异质性以及样本的空问代衣性，按照GB/T39468—2020中4.4.1选择对应情形和方法，将样本测量值尺度转换为与待检上壤水分遥感产品像元分辨率和空间致的相对真值。5.2.6准确度评价
按照GB/T362962018中6.1规定的均方根误差、相关系数、平均误差、平均绝对误差、相对误差、平均相对误差、平均绝刘相刘误差等准确度评价指标定量表达待检上壤水分遥感产品的准确度。准确度评价指标计算方法参见GB/T36296—2018附录A，5.2.7不确定度分析
按照GB/T362962018中6.2规定的标准差、方差、协方差、标准不确定度等不确定度评价指标定量表达待检上壤水分遥感品的不确定度。不确定度评价指标计算方法参见GB/T36296一2018附录B，
5.3间接检验法
已检上壤水分产品的空问分辨率应不低丁待检上壤水分遥感产品的空问分辨率。宜采用GB/T3629%2018中8.2.1规定的交叉检验法，具体操作流程见图2。主要步骤如下：a）空间致性检查：当待检土壤水分遥感产品与已检土壤水分产品的像元分辨率不同或空间不四配时，对已检十壤水分产品采用空间平均方法进行尺度转换，b）样本选择：当待检十壤水分遥感产品像元数小于或等于10000时，可直接对所有像元进行比3
-riKacerKAca-
GB/T40039—2021
较验证：当像元数大于10000时，采用满足统计意义的空间抽样方法进行样本选择，样本选取方法和样本量确定参见G3/139468—2020附录[3。准确度评价：当待检十壤水分遥感产品的时间跨度小于15天吋分析待检十壤水分遥感产品与已检上壤水分心品之问空问分布的一致程度；当待检上壤水分遥感产品的时间跨度大丁或等丁15大时，还应检验待检上壤水分遥感产品与已检上壤水分品时问变化趋势的一致程度，按照GB/T36296一2018中6.1规定的均方根误差、杆关系数、平均误差，平均绝对误差相对误差、平均相对误差、平均绝对相对误差等准确度评价指标定量表达待检壤水分遥感产品的准确度。准确度评价指标计算方法参见GB/T362962018附录A不确定度分析：按照CB/工362962018中6.2规定的标准差、方差、协方差、标准不确定度等不确定度评价指标定量表达待检上壤水分避感品的不确定度。不确定度评价指标计算方法参见GB/T36296—2018附录B，
待检上壤水分遥感产品
6检验报告
封面信息
检验报告封面应包括以下信息：检验报告编号；
检验报告名称；
检验负责人：
检验核对人；
检验签发人；
检验单位；
送检单位；
检验时间，
空间一致性
样本选排
准确度评价
不确定度分析
已检土城水分产品
空间尺度转换
间接检验法操作流程
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正文信息
6.2.1待检土壤水分遥感产品概述GB/T40039—2021
描述待检上壤水分遥感产品的数据源、时空覆盖范用、时空分辩率、投影方式、数据单位、数据格式，以及产品算法等内容。
6.2.2参考对象描述
描述参考对象的测量仪器、测量方法、测量时问、测量位置、数据单位、数据格式、数据处理流程、八度转换方法以及数据质量等内容6.2.3检验方法及流程
对采用的检验方法和检验过程进行描述，它包括：a）检验方法：
b）检验流程；
c）评价指标。
6.2.4真实性检验结论
对真实性检验结果逊行描述·宜包括：a）总体评价：描述待检上壤水分遥感产品的总体精度、时问连续性、空问连续性等：b）准确度评价：定量给出各准确度评价指标的统计结果，述待检土壤水分遥感产品的准确度，在不同地表类型和不同土壤水分条件的准确度，以及与参考对象空间分布和时间变化的致
程度。
）不确定度分析：描述观测误差、代表性误差、八度转换误差以及待检上壤水分避感产品的不确定度。
d）对待检土壤水分遥感产品提出完善建议6.2.5附加信息
对十壤水分遥感产品真实性检验过程中的问题进行说明和描述，6.3检验报告信息简表
土壤水分遥感产品检验报告信息简表的编制参见G3/T36296—2018附录1)。5
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GB/T 40039—2021
附录A
（规范性附录）
土壤水分测量方法
环刀法测量王壤水分的其体方法如下：环刀法
根据土壤中石砾含量选取不同规格的环刀：石砾含量小于10%时，采用体积为100cm200cma
的环』；石砾含量人于或等于10%时，采用体积为500）cm的坏月。准备体积大丁环刀体积20以上的空铝盒，洗净烘1称重并记录铝盒重W，。b）
使用环刀取得原状上，取样时应用力均勾、避免压实上样，环刀取得的土样全部移入铝盒放置并盖好盒盖密村保存，尽快带回实验空分析：d)
实验内采用精度不低于0.018的电子天平进行称重，并记录湿土十铝盒重W。揭元盒盖放人烘箱，在105C下烘干至恒重（前后两次称重相差不人于0.02g）：从烘箱中取出铝盒.盖好盒盖，冷却至室温，立即用电子大平称重，并记录1上十铝盒重W测定有机质或根系含量较高的上样时，烘箱温度可适当调低至85℃~90℃记录测量数据（见表A.1).按式（A,1）～式（A.3)计算土壤水分：g）
W±-W+×100%
Mw-WT-W
M-MwXph
式中：
+壤重量含水量.单位为克每克（g/g)；湿十一铅盒重，单位为克(g）：十上一铝盒重，单位为克(g)；
铝盒重.单位为克(g)；
上壤容重，单位为克每立方匣米（g/cm\）：环刀休积，单位为立方库米（cm）：土壤体积含水量，单位为立方厘米每立方厘米（cm/cm\）表A.1环刀法土壤水分数据记录表(A.1)
.(A.2)
铝盒编号盒重/g盒/湿土事/g盒十土审/干土重/g容重/（g/cm2）重量含水量/（g/g）体积含水量/（cm2/cm）取上地点：
记录时间：
取十人：
记录人：
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称重人：
[1_GB/T1526 1989
源图的文件编制符号及约定
L2_GB/T3358.1—2009
信息处理
参考文献
GB/T40039—2021
数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序网络图和系统资统计学词汇及符号第1部分：-股统计术详与用于概率的术请［3（G13/T3358.2—2009
统计学词汇及符号第2部分：应用统计［[4_JJF1059.12012测量不确定度评定与表示L5_
QX/T752007
上壤湿度的微波炉测定
-rKaeerkca-
GB/T 40039-2021
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中华人民共和
国家标准
土壤水分遥感产品真实性检验
GB/T 4G0392021
中国标准出版社出版发行
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2021年4月第一版
书号：135066·167032
版权专有
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