遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)-第2部分-指標(biāo)體系與指標(biāo)測(cè)算方法 編制說(shuō)明_第1頁(yè)
遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)-第2部分-指標(biāo)體系與指標(biāo)測(cè)算方法 編制說(shuō)明_第2頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

T/CARSAXXXXX—202X

《遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)第2部分:指標(biāo)

體系與指標(biāo)測(cè)算方法》規(guī)范(征求意見(jiàn)

稿)

編制說(shuō)明

一、工作簡(jiǎn)況

(一)任務(wù)來(lái)源

2022年11月中國(guó)遙感應(yīng)用協(xié)會(huì)批準(zhǔn)了《遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)第1部分:測(cè)評(píng)方法與流

程導(dǎo)則》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目,批準(zhǔn)文件編號(hào)為:中遙感發(fā)(2022)45號(hào)。正式委托中國(guó)

科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院牽頭完成本規(guī)范的制定任務(wù)。該標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)遙感應(yīng)用協(xié)會(huì)

標(biāo)準(zhǔn)化分會(huì)歸口。

(二)起草單位及主要起草人

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院、中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研

究所、北京大學(xué)、北京師范大學(xué)、蘭州大學(xué)、西南大學(xué)。本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草人:陳曦、

聞建光、唐勇、游冬琴、吳小丹、肖青、柳欽火、宮寶昌、李麗、歐陽(yáng)曉瑩、劉強(qiáng)、馬

明國(guó)、肖志強(qiáng)、范聞捷、吳驊、劉照言。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人的主要貢獻(xiàn)如下表:

序號(hào)姓名單位主要貢獻(xiàn)

1陳曦中國(guó)科學(xué)院空天信負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)制定工作的組織、協(xié)調(diào),相

息創(chuàng)新研究院關(guān)資料的查閱、收集;標(biāo)準(zhǔn)文本及編

制說(shuō)明的起草、撰寫;組織召開(kāi)研討

會(huì),通過(guò)電子郵件、電話等方式,征

集、整理和歸納相關(guān)的意見(jiàn)和建議,

并進(jìn)行修改。

2聞建光中國(guó)科學(xué)院空天信參與標(biāo)準(zhǔn)制定工作的組織、協(xié)調(diào);參

息創(chuàng)新研究院與標(biāo)準(zhǔn)文本及編制說(shuō)明的起草、撰

1

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寫;通過(guò)電子郵件、電話等方式征集

專家意見(jiàn);根據(jù)意見(jiàn)進(jìn)行修改。

3唐勇中國(guó)科學(xué)院空天信相關(guān)資料的查閱、收集;參與標(biāo)準(zhǔn)文

息創(chuàng)新研究院本起草、撰寫。

4游冬琴中國(guó)科學(xué)院空天信相關(guān)資料的查閱、收集;參與標(biāo)準(zhǔn)文

息創(chuàng)新研究院本起草、撰寫。

5吳小丹蘭州大學(xué)標(biāo)準(zhǔn)文本修改。

6肖青中國(guó)科學(xué)院空天信標(biāo)準(zhǔn)文本修改。

息創(chuàng)新研究院

7柳欽火中國(guó)科學(xué)院空天信標(biāo)準(zhǔn)文本修改。

息創(chuàng)新研究院

8宮寶昌中國(guó)科學(xué)院空天信標(biāo)準(zhǔn)文本修改。

息創(chuàng)新研究院

9李麗中國(guó)科學(xué)院空天信標(biāo)準(zhǔn)文本修改。

息創(chuàng)新研究院

10歐陽(yáng)曉瑩中國(guó)科學(xué)院空天信標(biāo)準(zhǔn)文本修改。

息創(chuàng)新研究院

11劉強(qiáng)北京師范大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)文本及編制說(shuō)明的起草、

撰寫,根據(jù)意見(jiàn)和建議進(jìn)行修改。

12馬明國(guó)西南大學(xué)標(biāo)準(zhǔn)文本修改。

13肖志強(qiáng)北京師范大學(xué)標(biāo)準(zhǔn)文本修改。

14范聞捷北京大學(xué)標(biāo)準(zhǔn)文本修改。

15吳驊中國(guó)科學(xué)院地理科標(biāo)準(zhǔn)文本修改。

學(xué)與資源研究所

16劉照言中國(guó)科學(xué)院空天信標(biāo)準(zhǔn)文本修改,組織召開(kāi)研討會(huì);通

息創(chuàng)新研究院過(guò)電子郵件、傳真、電話等方式,征

集、整理和歸納相關(guān)的意見(jiàn)和建議

以及行業(yè)內(nèi)征求意見(jiàn)和標(biāo)準(zhǔn)送審;

標(biāo)準(zhǔn)文本修改。

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(三)主要工作過(guò)程

起草階段:

1.2021年1月,《遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制項(xiàng)目啟動(dòng),成立編制小組,明確相

關(guān)研究?jī)?nèi)容范圍、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、時(shí)間計(jì)劃及任務(wù)分工。

2.2021年2月-5月,文獻(xiàn)調(diào)研與資料收集,重點(diǎn)關(guān)注全球業(yè)務(wù)化運(yùn)行的遙感產(chǎn)品算法

測(cè)評(píng)方案與報(bào)告,整理總結(jié)遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)分析文檔及文獻(xiàn),拆分解析難點(diǎn)問(wèn)題,形

成基礎(chǔ)內(nèi)容框架,擬重點(diǎn)解決的科學(xué)問(wèn)題與標(biāo)準(zhǔn)化關(guān)鍵技術(shù)為遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)方法

流程、指標(biāo)體系和算法接口。

3.2021年6月-7月,編寫規(guī)范初稿。征求相關(guān)專家意見(jiàn)和建議,研究確定標(biāo)準(zhǔn)涵蓋范

圍,明確了遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)相關(guān)的主要方法、流程、常用測(cè)評(píng)指標(biāo)、可用測(cè)評(píng)指標(biāo)、

算法測(cè)評(píng)流程接口等,進(jìn)一步梳理了標(biāo)準(zhǔn)范圍、相關(guān)術(shù)語(yǔ)、定義和約束。撰寫了《遙感

產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)第2部分:指標(biāo)體系與指標(biāo)測(cè)算方法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范初稿。

4.2021年8月-10月,征求相關(guān)專家對(duì)規(guī)范初稿的意見(jiàn)和建議。評(píng)審收到來(lái)自中國(guó)遙感

應(yīng)用協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化分會(huì)、中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院、中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研

究所、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院、中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所、北京大學(xué)、北京

師范大學(xué)、蘭州大學(xué)、西南大學(xué)等單位多位專家評(píng)審意見(jiàn),完成初稿修改(見(jiàn)附件1團(tuán)

體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)主審專家意見(jiàn)匯總處理表1-3)。

5.2021年11月-2021年12月,針對(duì)不同遙感產(chǎn)品算法,依據(jù)可驗(yàn)證的數(shù)據(jù)源特點(diǎn)和驗(yàn)

證方法,規(guī)范算法測(cè)評(píng)流程和評(píng)價(jià)指標(biāo),為產(chǎn)品的精度評(píng)估和算法效率評(píng)價(jià)提供統(tǒng)一標(biāo)

準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)編制小組多次討論修改,送交中國(guó)遙感應(yīng)用協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化分會(huì)對(duì)《遙感產(chǎn)品算法

測(cè)評(píng)》專家意見(jiàn)修改稿進(jìn)行初審。

6.2021年11月17日,召開(kāi)遙感共性產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)系列團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)第二次專家咨詢會(huì),

收到中國(guó)遙感應(yīng)用協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化分會(huì)、中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院、中國(guó)科學(xué)院地理

科學(xué)與資源研究所、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院、北京大學(xué)、北京師范大學(xué)專家評(píng)審意見(jiàn),針

對(duì)意見(jiàn)進(jìn)行修改(見(jiàn)附件1團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)主審專家意見(jiàn)匯總處理表4-6)。

7.2022年1月,參加標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研討和培訓(xùn)會(huì),根據(jù)專家培訓(xùn)內(nèi)容,對(duì)草案中范圍、術(shù)

語(yǔ)、引用等部分進(jìn)行修訂;根據(jù)清晰可執(zhí)行的原則對(duì)規(guī)范草案進(jìn)一步梳理,形成修改稿

送交中國(guó)遙感應(yīng)用協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化分會(huì),并提交《中國(guó)遙感應(yīng)用協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂立項(xiàng)申

請(qǐng)書》。

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8.2022年2月-8月,根據(jù)中國(guó)遙感應(yīng)用協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化分會(huì)評(píng)審意見(jiàn)修改《遙感產(chǎn)品算法

測(cè)評(píng)第2部分:指標(biāo)體系與指標(biāo)測(cè)算方法》標(biāo)準(zhǔn)。來(lái)自中國(guó)遙感應(yīng)用協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化分會(huì)、

中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院、中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所、中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)

旱區(qū)環(huán)境與工程研究所、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院、水利部信息中心、北京大學(xué)、北京師范

大學(xué)、蘭州大學(xué)、西南大學(xué)、北京市氣象局等10位相關(guān)領(lǐng)域?qū)<覍?duì)本標(biāo)準(zhǔn)提出修改意

見(jiàn)。其中,《遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)第2部分:指標(biāo)體系與指標(biāo)測(cè)算方法》收到7條意見(jiàn),

采納7條(見(jiàn)附件1團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)主審專家意見(jiàn)匯總處理表7-13)。修改后送交中國(guó)遙

感應(yīng)用協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化分會(huì)進(jìn)行審核。

9.2022年9月1日,舉行遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)評(píng)審會(huì),《遙感產(chǎn)品算法測(cè)

評(píng)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制小組匯報(bào)了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的來(lái)源與依據(jù)、編制過(guò)程和主要內(nèi)容,經(jīng)過(guò)充分

討論,明確遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)與遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)導(dǎo)則、遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)通用方

法與各標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)關(guān)系,規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編寫過(guò)程中的注意事項(xiàng),標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范通過(guò)初評(píng)。

10.2022年9月,收到中國(guó)遙感應(yīng)用協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化分會(huì)書面評(píng)審意見(jiàn),針對(duì)意見(jiàn)進(jìn)行修改

(見(jiàn)附件1團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)主審專家意見(jiàn)匯總處理表12-13)。

11.2022年11月30日,中國(guó)遙感應(yīng)用協(xié)會(huì)發(fā)布《關(guān)于<遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)第1部分測(cè)

評(píng)方法與流程導(dǎo)則>等17項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)公告》,批準(zhǔn)正式立項(xiàng)。

12.2023年2月向中國(guó)遙感應(yīng)用協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化分會(huì)提交最新版本的征求意見(jiàn)稿、修改的意

見(jiàn)匯總處理表和編制說(shuō)明。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制修訂原則

本標(biāo)準(zhǔn)的編制以遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)的科學(xué)實(shí)踐為目標(biāo),以規(guī)范性和可操作性為第

一宗旨:通過(guò)確立對(duì)生產(chǎn)遙感產(chǎn)品的算法進(jìn)行測(cè)評(píng)的一般原則、基本流程,規(guī)定了針對(duì)

不同遙感產(chǎn)品算法進(jìn)行測(cè)評(píng)的通用性指標(biāo)。

本標(biāo)準(zhǔn)的編制原則遵循“定義清晰、流程標(biāo)準(zhǔn)、要求明確、操作簡(jiǎn)便”的原則。通過(guò)

對(duì)現(xiàn)有不同遙感產(chǎn)品算法精度、效率、適用性和魯棒性的測(cè)評(píng)流程和方法的調(diào)研歸納,

從中凝練遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)指標(biāo)體系的概念和問(wèn)題,并流程標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化遙感產(chǎn)品

算法測(cè)評(píng)工作,明確各步驟的指標(biāo)和操作規(guī)程,從而確保遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)工作的一致

性,使用戶在應(yīng)用遙感產(chǎn)品算法生產(chǎn)所需的數(shù)據(jù)產(chǎn)品前可以準(zhǔn)確地了解算法的各項(xiàng)性

能信息。

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三、主要技術(shù)內(nèi)容及依據(jù)

主要技術(shù)內(nèi)容:

對(duì)遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,需要在規(guī)定測(cè)評(píng)方法與流程的基礎(chǔ)上構(gòu)建測(cè)評(píng)

體系與指標(biāo)測(cè)算方法。通過(guò)構(gòu)建嚴(yán)謹(jǐn)全面的評(píng)價(jià)體系和指標(biāo),使遙感產(chǎn)品測(cè)評(píng)人員在各

種遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)時(shí)有據(jù)可依,從而提高測(cè)評(píng)的質(zhì)量和效率,促進(jìn)遙感產(chǎn)品算法發(fā)

展,更好地服務(wù)遙感產(chǎn)品生產(chǎn)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)的指標(biāo)體系和指標(biāo)的測(cè)

算方法,編制過(guò)程中參考了遙感產(chǎn)品精度檢驗(yàn)和算法評(píng)估的部分最新研究成果。

本文件規(guī)定了遙感產(chǎn)品算法的通用指標(biāo)體系和指標(biāo)的測(cè)算方法,適用于遙感產(chǎn)品

算法的測(cè)評(píng),包括但不限于幾何產(chǎn)品、輻射基礎(chǔ)產(chǎn)品、土地覆蓋/土地利用產(chǎn)品、能量

平衡參量產(chǎn)品、植被參量產(chǎn)品、水分參量產(chǎn)品等產(chǎn)品生產(chǎn)算法的測(cè)評(píng)。

遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)應(yīng)基于一系列相互獨(dú)立的測(cè)評(píng)指標(biāo),從算法精度、算法適用性、

算法效率、算法魯棒性四個(gè)方面對(duì)算法性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),上述四個(gè)方面構(gòu)成的算法測(cè)

評(píng)指標(biāo)體系的一級(jí)指標(biāo),一級(jí)指標(biāo)又進(jìn)一步劃分為可定量測(cè)算的二級(jí)指標(biāo)。以下規(guī)定了

遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)一級(jí)、二級(jí)指標(biāo)構(gòu)成的指標(biāo)體系。

遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)的指標(biāo)應(yīng)是按照遙感產(chǎn)品算法測(cè)評(píng)流程可測(cè)算、可量化的指標(biāo),

各指標(biāo)應(yīng)有明確的測(cè)算方法。以下規(guī)定了遙感產(chǎn)品算法精度、算法適用性、算法效率、

算法魯棒性四個(gè)一級(jí)指標(biāo)所包含的各項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)測(cè)算方法。

建立的算法測(cè)評(píng)指標(biāo)體系及含義如表1,“生產(chǎn)出滿足要求的遙感產(chǎn)品”是指在有限

的時(shí)間和計(jì)算資源條件下,算法輸出的產(chǎn)品精度不低于該遙感產(chǎn)品的達(dá)標(biāo)要求。

表1算法測(cè)評(píng)指標(biāo)體系

一級(jí)指標(biāo)二級(jí)指標(biāo)說(shuō)明

對(duì)于數(shù)值型產(chǎn)品,基于標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù),算法輸出結(jié)果與相對(duì)真值

數(shù)值精度

之間的接近程度;

算法精度對(duì)于數(shù)值型產(chǎn)品,標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)中的同名點(diǎn)在算法輸出結(jié)果中的

幾何精度

相應(yīng)位置與真實(shí)位置之間的幾何偏差;

類別精度對(duì)于類別型產(chǎn)品,算法輸出結(jié)果與真實(shí)類別的偏差;

地表類型適用性算法在不同地表類型下生產(chǎn)出滿足要求的遙感產(chǎn)品的能力;

地形特征適用性算法在不同地形特征下生產(chǎn)出滿足要求的遙感產(chǎn)品的能力;

空間尺度適用性算法在不同空間分辨率下生產(chǎn)出滿足要求的遙感產(chǎn)品的能力;

算法時(shí)間尺度適用性算法在不同時(shí)間范圍內(nèi)生產(chǎn)出滿足要求的遙感產(chǎn)品的能力;

適用性算法基于對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)品大類、中類數(shù)據(jù)(按GB/T32453-2015

數(shù)據(jù)源類型適用性《衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)品分類分級(jí)規(guī)則》的規(guī)定)生產(chǎn)出滿足要

求的遙感產(chǎn)品的能力;

輔助數(shù)據(jù)依賴性算法對(duì)輔助數(shù)據(jù)或先驗(yàn)知識(shí)輸入的依賴程度;

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運(yùn)算時(shí)間效率算法生產(chǎn)單位數(shù)據(jù)量的遙感產(chǎn)品所用的運(yùn)算時(shí)間;

算法效率算法生產(chǎn)單位數(shù)據(jù)量的遙感產(chǎn)品所占用的存儲(chǔ)空間資源(內(nèi)存、

運(yùn)算空間效率

硬盤空間);

算法基于包含一定錯(cuò)誤的輸入數(shù)據(jù)仍可生產(chǎn)出滿足要求的遙感產(chǎn)

算法容錯(cuò)性

算法品的能力;

魯棒性算法生產(chǎn)單位數(shù)據(jù)量的遙感產(chǎn)品所用的運(yùn)算時(shí)間與輸入數(shù)據(jù)量大

效率穩(wěn)定性

小之間的相關(guān)性。

(一)算法精度指標(biāo)

根據(jù)遙感產(chǎn)品的屬性,對(duì)數(shù)值型產(chǎn)品算法的精度指標(biāo)采用算法的幾何精度和數(shù)值

精度兩項(xiàng)二級(jí)指標(biāo),對(duì)類別型產(chǎn)品算法的精度指標(biāo)采用類別精度一項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)。

(1)數(shù)值精度測(cè)算

按《陸地定量遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)通用方法》(GB/T39468-20204.3)的規(guī)定,對(duì)

算法輸出的遙感產(chǎn)品和相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行空間抽樣,對(duì)抽樣數(shù)據(jù)按《遙感產(chǎn)品真實(shí)性

檢驗(yàn)導(dǎo)則》(GB/T36296-20186.1)6.2的規(guī)定,以及對(duì)數(shù)值類產(chǎn)品或反演結(jié)果驗(yàn)證精度

指標(biāo),數(shù)值類產(chǎn)品的常用精度評(píng)價(jià)指標(biāo)包括平均誤差、平均絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差、平均

相對(duì)誤差、平均絕對(duì)相對(duì)誤差、均方根誤差和相關(guān)系數(shù)等。數(shù)值類產(chǎn)品與精度指標(biāo)的對(duì)

應(yīng)關(guān)系如下。

a)平均誤差meanerror

誤差的平均值??:

1

?=∑??(1)

???=1?

其中,n為樣本量;??為誤差值。

b)平均絕對(duì)誤差meanabsoluteerror

誤差絕對(duì)值的平均???:

1

??=∑?|?|(2)

???=1?

c)相對(duì)誤差relativeerror

誤差與相對(duì)真值或參考對(duì)象值(X')之比的百分?jǐn)?shù)RE:

?

??=?×100%(3)

??′

d)平均相對(duì)誤差meanrelativeerror

相對(duì)誤差的平均值???:

6

T/CARSAXXXXX—202X

1

??=∑???(4)

???=1?

e)平均絕對(duì)相對(duì)誤差meanabsoluterelativeerror

相對(duì)誤差絕對(duì)值的平均????:

1

???=∑?|??|(5)

???=1?

f)均方根誤差rootmeansquareerror

誤差平方和的均值的平方根????:

1

???=√∑??2(6)

???=1?

g)相關(guān)系數(shù)correlationcoefficient

兩個(gè)隨機(jī)變量之間相互依賴性的度量,等于兩個(gè)變量間的協(xié)方差除以各自方差

之積的平方根r(?1,?2):

?

∑?=1(?1,?????1?)(?2,?????2?)

r(?1,?2)=

?2?2

√∑?=1(?1,?????1?)∑?=1(?2,?????2?)

(7)

其中,?1,?為變量?1第i次算法輸出結(jié)果,?2,?為變量?2第i次真實(shí)測(cè)量結(jié)果,??為變量

的算術(shù)平均值。

(2)幾何精度測(cè)算

需測(cè)算幾何精度的遙感產(chǎn)品主要包括DEM/DSM和DOM。按《陸地定量遙感產(chǎn)品真

實(shí)性檢驗(yàn)通用方法》(GB/T39468-20204.3)的規(guī)定,對(duì)算法輸出的遙感產(chǎn)品和相應(yīng)的

參考對(duì)象數(shù)據(jù)中的同名點(diǎn)進(jìn)行空間抽樣,對(duì)抽樣同名點(diǎn)數(shù)據(jù)常用的幾何精度測(cè)評(píng)指標(biāo)

有高程中誤差(DEM/DSM)、高程平均誤差和平面位置中誤差(DOM),另外還有無(wú)效

值檢查、剖面分析法等方法。幾何類產(chǎn)品與精度指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下。

a)高程中誤差公式為:

1

?=√∑?(???)2(8)

??=1??

其中??為檢驗(yàn)點(diǎn)高程,??為DEM/DSM產(chǎn)品同名點(diǎn)高程,?為同名點(diǎn)數(shù)量。

b)高程平均誤差公式為:

1

?=∑?(???)(9)

???=1??

7

T/CARSAXXXXX—202X

其中??為檢驗(yàn)點(diǎn)高程,??為DEM產(chǎn)品中同名點(diǎn)高程,n為同名點(diǎn)數(shù)量。

c)平面位置中誤差公式為:

1

?=√∑?(??2+??2)(10)

??1?=1??

其中???,???分別為同名點(diǎn)在平面上x(chóng),y方向的誤差,n為同名點(diǎn)數(shù)量。

(3)類別精度測(cè)算

類別型遙感產(chǎn)品主要包括遙感分類產(chǎn)品(土地覆蓋、土地利用)和遙感識(shí)別產(chǎn)品

(云掩膜、積雪覆蓋、冰川覆蓋、水體面積)。該類產(chǎn)品精度的檢驗(yàn)主要有定性評(píng)價(jià)和

定量指標(biāo)評(píng)價(jià)兩種方式。定性評(píng)價(jià),即目視對(duì)比原始影像與提取出的類別信息來(lái)進(jìn)行精

度評(píng)估。定量評(píng)價(jià),即采用一些定量指標(biāo)組合來(lái)對(duì)提取出來(lái)的類別信息進(jìn)行精度評(píng)估。

按《遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)導(dǎo)則》(GB/T36296-20186.1)的規(guī)定,類別型產(chǎn)品精度評(píng)價(jià)

的定量指標(biāo)主要有誤差矩陣(errormatrix)、總體分類精度(overallaccuracy,OA)、Kappa

系數(shù)(Kappacoefficient)、漏檢率(漏分誤差,omissionerror)、誤檢率(錯(cuò)分誤差,

commissionerror)等,類別型產(chǎn)品與精度指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下。

a)誤差矩陣(errormatrix)

分類精度評(píng)價(jià)的一種標(biāo)準(zhǔn)形式,是一個(gè)用于表示像元分類結(jié)果為某一類別與其真

實(shí)類別的統(tǒng)計(jì)比較矩陣,如下表所示:

表2誤差矩陣表

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分類結(jié)果類別

實(shí)測(cè)總和

類別12…i…k

1?11?21…??1…??1?+1

2?12?22…??2…??2?+2

……

j?1??2?…???…????+?

……

k?1??2?…???…????+?

分類總和?1+?2+…??+…??+?

k代表類別的數(shù)量,?為樣本總數(shù),???表示分類結(jié)果為第i類而實(shí)際類別(參考類別)為第j類

的樣本數(shù)目,??+為分類結(jié)果為第i類的樣本數(shù),?+?為實(shí)際類別為第j類的樣本數(shù)。

b)總體分類精度(overallaccuracy,OA)

表示對(duì)每一個(gè)隨機(jī)樣本,所分類的結(jié)果與真實(shí)類別相一致的概率,公式如下:

8

T/CARSAXXXXX—202X

1

?=∑??(11)

???=1??

c)Kappa系數(shù)(Kappacoefficient)

測(cè)定兩結(jié)果之間的吻合度與精度的指標(biāo),符號(hào)為????,公式如下:

??

?∑?=1????∑?=1(??+?+?)

????=2?(12)

??∑?=1(??+?+?)

d)漏檢率(漏分誤差,omissionerror)

測(cè)定真實(shí)類別為i而分為其它類別的概率,第i類的漏檢率用OE?表示,公式如下:

?+?????

OE?=(13)

?+?

e)誤檢率(錯(cuò)分誤差,commissionerror)

測(cè)定分類結(jié)果為第j類,而真實(shí)類別為其它類的概率,第j類的誤檢率用CE?表示,公

式如下:

??+????

CE?=(14)

??+

(二)算法適用性指標(biāo)

包括算法的地表類型適用性、地形特征適用性、空間尺度適用性、時(shí)間尺度適用性、

數(shù)據(jù)源類型適用性、以及輔助數(shù)據(jù)依賴性等六項(xiàng)二級(jí)指標(biāo),綜合構(gòu)成算法適用性指標(biāo)體

系。

(1)地表類型適用性測(cè)算

令算法基于代表某一種地表類型的標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn),以輸出的產(chǎn)品滿

足遙感產(chǎn)品精度要求,作為算法適用于當(dāng)前地表類型的判斷標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)所包

含的多種地表類型數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)評(píng),可根據(jù)算法適用的地表類型數(shù)量表征算法的地表類

型適用性。地表類型適用性測(cè)算公式如下:

1

A=∑??(15)

???=1?

其中,A?為算法的地表類型適用性值,值越大表明算法地表類型適用性越強(qiáng)。?為

測(cè)評(píng)的地表類型總數(shù),地表類型劃分標(biāo)準(zhǔn)按《地圖學(xué)術(shù)語(yǔ)》(GB/T16820-2009)的規(guī)

定,??表示算法對(duì)第i種地表類型的適用性判斷,如下表所示:

9

T/CARSAXXXXX—202X

地表類型林地草地水體…山地合計(jì)

適用性?1?2?3?????

??的取值方法如下:

1算法適用當(dāng)前地表類型

??={

0算法不適用當(dāng)前地表類型

算法適用是指在給定的測(cè)評(píng)條件下,算法可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出滿足要求的遙感

產(chǎn)品;反之,算法不適用是指在給定的測(cè)評(píng)條件下,算法無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出滿足

要求的遙感產(chǎn)品。滿足要求的遙感產(chǎn)品是指參照不同遙感產(chǎn)品確定的精度標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到該

精度標(biāo)準(zhǔn)即為滿足要求。

(2)地形特征適用性測(cè)算

令算法基于代表某一種地形特征的標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn),以輸出的產(chǎn)品滿

足遙感產(chǎn)品精度要求,作為算法適用于當(dāng)前地形特征的判斷標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)所包

含的多種地形特征數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)評(píng),可根據(jù)算法適用的地形特征數(shù)量表征算法的地形特

征適用性。地形特征適用性測(cè)算公式如下:

1

A=∑??(16)

???=1?

其中,A?為算法的地形特征適用性值,值越大表明算法地形特征適用性越強(qiáng)。?為

測(cè)評(píng)的地形特征總類別數(shù),地形特征劃分標(biāo)準(zhǔn)按《地圖學(xué)術(shù)語(yǔ)》(GB/T16820-2009)

的規(guī)定,??表示算法對(duì)第i種地形特征的適用性判斷,如下表所示:

地形特征

平原丘陵山地盆地…高原合計(jì)

類型

適用性?1?2?3?4?????

??的取值方法如下:

1算法適用當(dāng)前地形特征

??={

0算法不適用當(dāng)前地形特征

(3)空間尺度適用性測(cè)算

令算法基于代表某一空間尺度下的標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn),以輸出的產(chǎn)品滿

足遙感產(chǎn)品精度要求,作為算法適用于當(dāng)前空間尺度的判斷標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)所包

含的多種空間尺度數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)評(píng),可根據(jù)算法適用的空間尺度量級(jí)表征算法的空間尺

度適用性??臻g尺度適用性測(cè)算公式如下:

10

T/CARSAXXXXX—202X

1

A=∑??(17)

???????=1?

其中,A?????為算法的空間尺度適用性值,值越大表明算法空間尺度適用性越強(qiáng)。

?為測(cè)評(píng)的空間尺度級(jí)別數(shù),??表示算法對(duì)第i級(jí)空間尺度的適用性判斷,如下表所示:

空間尺度>1km250m~1km100m~250m30m~100m10m~30m2m~10m0.5m~1m<0.5m合計(jì)

適用性?1?2?3?4?5?6?7?8?

??的取值方法如下:

1算法適用當(dāng)前空間尺度

??={

0算法不適用當(dāng)前空間尺度

(4)時(shí)間尺度適用性測(cè)算

令算法基于代表某一時(shí)間尺度的標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn),以輸出的產(chǎn)品滿足

遙感產(chǎn)品精度要求,作為算法適用于當(dāng)前時(shí)間尺度的判斷標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)所包含

的多種時(shí)間尺度數(shù)據(jù)(不同時(shí)間分辨率、不同年份、季節(jié)或月份)進(jìn)行測(cè)評(píng),可根據(jù)算

法適用的時(shí)間尺度量級(jí)表征算法的時(shí)間尺度適用性。時(shí)間尺度適用性測(cè)算公式如下:

1

A=∑??(18)

??????????=1?

其中,A????????為算法的時(shí)間尺度適用性值,值越大表明算法時(shí)間尺度適用性越強(qiáng)。

?為測(cè)評(píng)的時(shí)間尺度標(biāo)準(zhǔn)數(shù),??表示算法對(duì)第i級(jí)時(shí)間尺度的適用性判斷,如下表所示:

空間

10年1年季月16天旬7~8天3天1天1小時(shí)30分鐘1分鐘

尺度

適用性?1?2?3?4?5?6?7?8?9?10?11?12

22:00~

空間6:00~14:00~

上半年下半年春季夏季秋季冬季次日白天夜晚合計(jì)

尺度14:0022:00

6:00

適用性?13?14?15?16?17?18?19?20?21?22?23?

??的取值方法如下:

1算法適用當(dāng)前時(shí)間尺度

??={

0算法不適用當(dāng)前時(shí)間尺度

(5)數(shù)據(jù)源類型適用性測(cè)算

11

T/CARSAXXXXX—202X

令算法基于某一類型遙感數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn),以輸出的產(chǎn)品滿足

遙感產(chǎn)品精度要求,作為表明算法適用于當(dāng)前類型遙感數(shù)據(jù)源的判斷標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入

數(shù)據(jù)所包含的多種類型的遙感數(shù)據(jù)源(不同衛(wèi)星、不同傳感器、不同數(shù)據(jù)屬性,按《衛(wèi)

星對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)品分類分級(jí)規(guī)則》(GB/T32453-2015)的規(guī)定進(jìn)行測(cè)評(píng),可根據(jù)算法

適用的數(shù)據(jù)源種類表征算法的數(shù)據(jù)源類型適用性,針對(duì)特定數(shù)據(jù)源開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品算法,數(shù)

據(jù)源類型適用性可根據(jù)算法說(shuō)明直接確定。數(shù)據(jù)源類型適用性測(cè)算公式如下:

1

A=∑??(19)

??????=1?

其中,A????為算法的數(shù)據(jù)源類型適用性值,值越大表明算法數(shù)據(jù)源類型適用性越

強(qiáng)。?為測(cè)評(píng)的數(shù)據(jù)源類型總數(shù),??表示算法對(duì)第i類數(shù)據(jù)源的適用性判斷,如下表所

示:

大類光學(xué)數(shù)據(jù)產(chǎn)品微波數(shù)據(jù)產(chǎn)品其他

合計(jì)

中類全色多光譜高光譜紫外熱紅外激光雷達(dá)主動(dòng)微波被動(dòng)微波其他

適用性?1?2?3?4?5?6?7?8?9?

??的取值方法如下:

1算法適用當(dāng)前數(shù)據(jù)源類型

??={

0算法不適用當(dāng)前數(shù)據(jù)源類型

(6)輔助數(shù)據(jù)依賴性測(cè)算

以算法輸入的輔助數(shù)據(jù)及先驗(yàn)知識(shí)信息的種類和必要性表征算法的輔助數(shù)據(jù)依賴

性,方法見(jiàn)附錄A.9。針對(duì)必須依賴某類輔助數(shù)據(jù)的產(chǎn)品算法,輔助數(shù)據(jù)依賴性可根據(jù)

算法說(shuō)明直接確定。輔助數(shù)據(jù)依賴性測(cè)算公式如下:

1

A=∑??.?(20)

?????????2??=1??

其中,A?????????為算法的輔助數(shù)據(jù)依賴性值,值越大表明算法對(duì)輔助數(shù)據(jù)依賴度越

高。?為測(cè)評(píng)的輔助數(shù)據(jù)和先驗(yàn)知識(shí)信息類型總數(shù),??表示算法對(duì)第i類輔助數(shù)據(jù)或先

驗(yàn)信息的必要性判斷,??表示相應(yīng)數(shù)據(jù)或信息的權(quán)重,如下表所示:

輔助數(shù)據(jù)輔助數(shù)據(jù)1輔助數(shù)據(jù)2…輔助數(shù)據(jù)i

必要性指標(biāo)?1?2…??

權(quán)重?1?2…??

先驗(yàn)信息先驗(yàn)信息i+1先驗(yàn)信息i+2…先驗(yàn)信息N

必要性指標(biāo)??+1??+2…??

權(quán)重??+1??+2…??

??的取值方法如下:

12

T/CARSAXXXXX—202X

2算法必要輔助數(shù)據(jù)或先驗(yàn)信息

??={

1算法次要輔助數(shù)據(jù)或先驗(yàn)信息

??可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定,也可用第i類輔助數(shù)據(jù)或先驗(yàn)信息的獲取成本或數(shù)據(jù)量(單位:

kb)作為權(quán)重。

(三)算法效率指標(biāo)

包括算法的運(yùn)算時(shí)間效率和運(yùn)算空間效率兩項(xiàng)二級(jí)指標(biāo),綜合構(gòu)成算法效率指標(biāo)

體系??筛鶕?jù)當(dāng)前最優(yōu)的遙感產(chǎn)品的數(shù)值精度測(cè)算結(jié)果,設(shè)定滿足數(shù)值型遙感產(chǎn)品生產(chǎn)

的數(shù)值精度要求??筛鶕?jù)當(dāng)前最優(yōu)的遙感產(chǎn)品的幾何精度測(cè)算結(jié)果,設(shè)定滿足數(shù)值型遙

感產(chǎn)品生產(chǎn)的幾何精度要求。可根據(jù)當(dāng)前最優(yōu)的遙感產(chǎn)品的類別精度測(cè)算結(jié)果,設(shè)定滿

足類別型遙感產(chǎn)品生產(chǎn)的類別精度要求。

(1)時(shí)間效率測(cè)算

算法執(zhí)行時(shí)啟動(dòng)系統(tǒng)計(jì)時(shí),運(yùn)行結(jié)束后統(tǒng)計(jì)算法生產(chǎn)單位數(shù)據(jù)量的遙感產(chǎn)品所用

的運(yùn)算時(shí)間。時(shí)間效率測(cè)算公式如下:

?

?=??????(21)

?????

其中,?????為算法的時(shí)間效率值,值越大表明算法的時(shí)間效率越高。???????為輸

出產(chǎn)品的總數(shù)據(jù)量,?為從算法運(yùn)行到輸出產(chǎn)品所需總時(shí)間。

(2)空間效率測(cè)算

算法執(zhí)行時(shí)啟動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)控,運(yùn)行結(jié)束后統(tǒng)計(jì)算法生產(chǎn)單位數(shù)據(jù)量的遙感產(chǎn)品過(guò)程

中所占用的最大存儲(chǔ)空間資源(內(nèi)存、硬盤空間)??臻g效率測(cè)算公式如下:

???????

????????=(22)

?1·????+?2·?????

其中,????????為算法的空間效率值,值越大表明算法的空間效率越高。???????為

輸出產(chǎn)品的總數(shù)據(jù)量,????和?????分別表示算法得到輸出產(chǎn)品的過(guò)程中所占用的最大

內(nèi)存資源和磁盤存儲(chǔ)資源,?1、?2分別表示內(nèi)存和磁盤資源的成本權(quán)重,可用單位容量

的硬件成本作為權(quán)重。

13

T/CARSAXXXXX—202X

(四)算法魯棒性指標(biāo)

包括算法的容錯(cuò)性、效率穩(wěn)定性兩項(xiàng)二級(jí)指標(biāo),綜合構(gòu)成算法魯棒性指標(biāo)體系。

(1)容錯(cuò)性測(cè)算

以包含一定量噪聲的標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)作為算法輸入,以輸出的產(chǎn)品滿足遙感產(chǎn)品精

度要求,作為算法對(duì)當(dāng)前輸入數(shù)據(jù)噪聲具有容錯(cuò)性的判斷標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)添加不同量級(jí)噪聲的

標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)評(píng),可根據(jù)算法適用的輸入數(shù)據(jù)噪聲量級(jí)表征算法的容錯(cuò)性。

以添加不同方差等級(jí)的正態(tài)分布噪聲的標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)作為輸入,以輸出的產(chǎn)品滿

足遙感產(chǎn)品精度要求,作為算法對(duì)當(dāng)前輸入數(shù)據(jù)噪聲具有容錯(cuò)性的判斷標(biāo)準(zhǔn)。以算法滿

足上述標(biāo)準(zhǔn)所能容納的最大噪聲等級(jí)表征算法的容錯(cuò)性。

假定算法的標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)為?,令?,δ分別表示?的均值和標(biāo)準(zhǔn)差,加入符合標(biāo)準(zhǔn)

正態(tài)分布的隨機(jī)噪聲ε(0,?2),即隨機(jī)噪聲ε的均值為0,標(biāo)準(zhǔn)差為?,得到的輸入標(biāo)準(zhǔn)數(shù)

′2

據(jù)為?=?+ε(0,?);同理,加入均值為0,標(biāo)準(zhǔn)差為???的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的隨機(jī)噪聲

2′22

ε(0,(???)),得到的輸入標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)為?=?+ε(0,???),其中,??的理論取值范圍

可以為[0,+∞)。容錯(cuò)性測(cè)算公式如下:

A?????=max{?????}(23)

其中,A?????為算法的容錯(cuò)性指標(biāo)值,值越大表明算法容錯(cuò)性越強(qiáng)。max{}為最大

值運(yùn)算符,??表示算法的噪聲系數(shù),??表示算法的容錯(cuò)性判斷指標(biāo)。令?為測(cè)試的噪聲

水平,例如,取?=8時(shí),如下表所示:

噪聲水平1234i?=8合計(jì)

噪聲標(biāo)準(zhǔn)差?1??2??3??4?…???…???—

????????

??值??1/21…?…?—

容錯(cuò)性?1?2?3?4…??…???

??的取值方法如下:

1算法適用當(dāng)前噪聲水平

??={

0算法不適用當(dāng)前噪聲水平

(2)效率穩(wěn)定性測(cè)算

在給定的運(yùn)算環(huán)境下,每次以不同數(shù)據(jù)量的標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)作為算法輸入,可根據(jù)每

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次輸出單位數(shù)據(jù)量的、滿足遙感產(chǎn)品精度要求的產(chǎn)品所用時(shí)間的差異表征算法的效率

穩(wěn)定性。效率穩(wěn)定性測(cè)算方法及公式如下:

在相同的運(yùn)算環(huán)境下,以數(shù)據(jù)量為??的標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)作為輸入,統(tǒng)計(jì)使用算法生

產(chǎn)出滿足要求的遙感產(chǎn)品所需的時(shí)間??,則單位數(shù)據(jù)量的處理時(shí)間為??=??/??。以不

同數(shù)據(jù)量(依次增加)的標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)?1,?2,…,??作為輸入,分別統(tǒng)計(jì)單位數(shù)據(jù)

量的處理時(shí)間?1,?2,…,??;

然后,依次計(jì)算每增加單位數(shù)據(jù)量,單位數(shù)據(jù)量的處理時(shí)間變化量??,公式如下:

??=(??+1???)/(??+1???)(24)

計(jì)算過(guò)程如下表所示:

輸入數(shù)據(jù)量???1?2?3?4…??…??

所需時(shí)間???1?2?3?4…??…??

??=??/???1?2?3?4…??…??

處理速率變化量???1?2?3?4…??…—

最后,用??的均值表征算法的效率穩(wěn)定性,測(cè)算公式如下:

1

A=∑??1?(25)

????????????1?=1?

其中,?為測(cè)評(píng)的標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量級(jí)總數(shù)。若A??????????<0,則表明隨著輸

入數(shù)據(jù)量增加,算法對(duì)單位數(shù)據(jù)量的處理效率提高;若A??????????=0,則表明算法對(duì)

單位數(shù)據(jù)量的處理效率不變,即數(shù)據(jù)處理所需時(shí)間與數(shù)據(jù)量成正比關(guān)系;若

A??????????>0,則表明隨著輸入數(shù)據(jù)量增加,算法對(duì)單位數(shù)據(jù)量的處理效率降低。

主要依據(jù):

通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研和已有的研究成果,對(duì)指標(biāo)體系中的各級(jí)指標(biāo)進(jìn)行了初步的挑選與

搭建,力求各級(jí)指標(biāo)能全面準(zhǔn)確地描述算法性能。通過(guò)大量的文獻(xiàn)閱讀、對(duì)比、總結(jié),

初步選擇算法精度、算法適用性、算法效率等4項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)和13項(xiàng)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

對(duì)于一級(jí)指標(biāo)的選擇,算法精度是評(píng)價(jià)一種遙感產(chǎn)品算法時(shí)最重要、直觀的評(píng)價(jià)指

標(biāo),通過(guò)定量計(jì)算各種精度指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)某種算法的精度。算法適用性表征算法在不同時(shí)

空環(huán)境下是否滿足適用條件,評(píng)價(jià)某種算法的適用范圍。算法效率和算法魯棒性主要針

對(duì)算法在遙感產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的表現(xiàn),算法效率評(píng)判某種算法是否可以高效地產(chǎn)出遙

感產(chǎn)品,算法魯棒性體現(xiàn)的則是算法在面對(duì)異常情況的時(shí)候穩(wěn)定運(yùn)行的能力,這兩項(xiàng)指

標(biāo)在算法從理論模型轉(zhuǎn)化為應(yīng)用產(chǎn)品的過(guò)程中都是必須考慮的因素。選擇這4項(xiàng)一級(jí)

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指標(biāo),可以從理論研究、產(chǎn)品生產(chǎn)兩個(gè)方面對(duì)算法進(jìn)行較為全面的評(píng)價(jià)。

對(duì)于二級(jí)指標(biāo)的選擇,目前常見(jiàn)的遙感產(chǎn)品包括幾何產(chǎn)品、遙感定量產(chǎn)品和遙感分

類產(chǎn)品,其精度評(píng)價(jià)方式各異,因此算法精度的二級(jí)指標(biāo)需要分別對(duì)這三類產(chǎn)品常見(jiàn)的

精度指標(biāo)進(jìn)行選擇;算法適用性的二級(jí)指標(biāo)則包括地表類型、地形和空間尺度;算法效

率的二級(jí)指標(biāo)既要考慮算法在生產(chǎn)一定量產(chǎn)品時(shí)所需時(shí)間多少及占用運(yùn)行空間的大小,

也要考慮到該算法在生產(chǎn)過(guò)程中是否需要額外的輔助數(shù)據(jù);算法魯棒性需要評(píng)價(jià)算法

在出現(xiàn)故障、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行、使用不同數(shù)據(jù)源等異常狀況時(shí)的表現(xiàn),同時(shí)對(duì)于算法輸出的

結(jié)果,也要檢驗(yàn)其時(shí)空間信息是否完整。

對(duì)39類遙感產(chǎn)品算法進(jìn)行了細(xì)致的調(diào)研,對(duì)其使用的精度指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和總結(jié),

按照產(chǎn)品類別歸納,根據(jù)不同遙感產(chǎn)品的性質(zhì)、需求和檢驗(yàn)方式,可以將遙感產(chǎn)品分為

數(shù)值類產(chǎn)品、幾何類產(chǎn)品和類別類產(chǎn)品三大類,分別對(duì)三類產(chǎn)品的精度指標(biāo)進(jìn)行總結(jié)如

圖2所示。

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產(chǎn)品類別與級(jí)別序號(hào)共性產(chǎn)品精度指標(biāo)

1DOM平面位置中誤差、平均偏差

幾何產(chǎn)品

2DSM/DEM高程中誤差

3地表反射率平均誤差Me、均方根誤差RMSE和相關(guān)系數(shù)r

4歸一化離水輻射率均方根誤差RMSE

5雷達(dá)后向散射系數(shù)平均誤差Me、均方根誤差RMSE和相關(guān)系數(shù)r

6地表發(fā)射率均方根誤差RMSE和平均絕對(duì)誤差MAE

輻射基礎(chǔ)產(chǎn)品

像元精度Pa和總體分類精度Pt組合、正確率、錯(cuò)誤率、誤檢率和

7云掩膜

漏檢率組合

8氣溶膠光學(xué)厚度絕對(duì)誤差Bias、均方根誤差RMSE和相關(guān)系數(shù)r

9大氣水汽含量均方根誤差RMSE和相關(guān)系數(shù)r

10土地覆蓋總體精度OA、制圖精度PA、用戶精度UA和Kappa系數(shù)

土地覆蓋/土地利用產(chǎn)品

11土地利用總體精度OA、制圖精度PA、用戶精度UA和Kappa系數(shù)

12地表反照率平均誤差Me、均方根誤差RMSE和相關(guān)系數(shù)r

13地表溫度均方根誤差RMSE、相關(guān)系數(shù)r、絕對(duì)誤差Bias和標(biāo)準(zhǔn)差STD

14海表溫度均方根誤差RMSE、相關(guān)系數(shù)r、絕對(duì)誤差Bias和標(biāo)準(zhǔn)差STD

15土壤熱通量均方根誤差RMSE、相關(guān)系數(shù)r和平均絕對(duì)誤差MAE

能量平衡參量產(chǎn)品

16光合有效輻射均方根誤差RMSE、相關(guān)系數(shù)r和平均偏差ME

17下行短波輻射均方根誤差RMSE、相關(guān)系數(shù)r和平均偏差ME

18下行長(zhǎng)波輻射絕對(duì)誤差Bias、均方根誤差RMSE和相關(guān)系數(shù)r

19地表凈輻射均方根誤差RMSE、相關(guān)系數(shù)r、絕對(duì)誤差Bias和標(biāo)準(zhǔn)差STD

20植被指數(shù)平均誤差Me、均方根誤差RMSE和相關(guān)系數(shù)r

21葉面積指數(shù)絕對(duì)誤差Bias、均方根誤差RMSE和相關(guān)系數(shù)r

22植被覆蓋度均方根誤差RMSE和相關(guān)系數(shù)r

23光合有效輻射吸收比例均方根誤差RMSE和相關(guān)系數(shù)r

24植被凈初級(jí)生產(chǎn)力均方根誤差RMSE和相關(guān)系數(shù)r

植被參量產(chǎn)品

25植被物候均方根誤差RMSE、相關(guān)系數(shù)r、相對(duì)誤差RE和平均絕對(duì)誤差MAE

26植被葉綠素含量均方根誤差RMSE和相關(guān)系數(shù)r

27葉綠素?zé)晒饩礁`差RMSE和相關(guān)系數(shù)r

28森林地上生物量均方根誤差RMSE和相關(guān)系數(shù)r

29森林樹(shù)高均方根誤差RMSE、相關(guān)系數(shù)r和標(biāo)準(zhǔn)差SD

30土壤水分均方根誤差RMSE、相關(guān)系數(shù)r和平均絕對(duì)誤差MAE

31蒸散發(fā)相關(guān)系數(shù)r和平均絕對(duì)誤差MAE

32干旱指數(shù)相關(guān)系數(shù)r

33水體面積總體分類精度OA、Kappa系數(shù)、錯(cuò)分誤差、漏分誤差和噪聲統(tǒng)計(jì)

34冰川覆蓋誤差指標(biāo)IU和IO、總體精度指標(biāo)Qc和Qa

水分參量產(chǎn)品

35積雪覆蓋誤差指標(biāo)IU和IO、總體精度指標(biāo)Qc和Qa

36雪被指數(shù)相關(guān)系數(shù)r和平均絕對(duì)誤差MAE

37水體懸浮物濃度均方根誤差RMSE、相關(guān)系數(shù)r和相對(duì)誤差RE

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