全球30米地表覆盖数据(GlobeLand30)产品说明

全球30米地表覆盖数据（GlobeLand30）产品说明国家基础地理信息中心二○一四年五月i目录1.项目简介......................................................................................................................................12.分类影像和参考资料.................................................................................................................12.1分类影像...........................................................................................................................12.2辅助数据...........................................................................................................................43.类型定义与赋值...........................................................................................................................73.1类型定义............................................................................................................................73.2类型赋值............................................................................................................................84分类技术指标................................................................................................................................95.分类策略与方法.......................................................................................................................105.1分类策略..........................................................................................................................105.2分类方法..........................................................................................................................116.GlobeLand30产品...................................................................................................................126.1参考坐标系.....................................................................................................................126.2数据分幅.........................................................................................................................136.3数据组成及格式..............................................................................................................136.4文件命名与组织..............................................................................................................157.精度自评估...............................................................................................................................167.1抽样方案..........................................................................................................................167.2自评估精度.....................................................................................................................168.致谢..........................................................................................................................................18附录：全球地表覆盖数据产品元数据表结构.............................................................................1911.概述地表覆盖是指地球表面各种物质类型及其自然属性与特征的综合体，其空间分布反映着人类社会经济活动过程，决定着地表的水热和物质平衡，其变化直接影响到生物地球化学循环，改变着陆地－大气的水分、能量和碳循环，甚至影响气候变化。科学准确地测定全球地表覆盖的空间分布与动态变化，对于全球变化研究，如地球系统的能量平衡、碳循环及其它生物地球化学循环、气候变化等，有着十分重要的意义。为了有效地支撑全球变化研究和地球系统模式发展，科技部在2010年启动了863计划“全球地表覆盖遥感制图与关键技术研究”重点科研项目。项目由国家基础地理信息中心牵头，来自测绘局、中科院、教育部、农业部、林业局等7个部门的18家单位共同参与。2013年底，2010基准年的30米全球地表覆盖遥感制图数据产品（GlobeLand30-2010）研制完成。该数据覆盖南北纬80度的陆地范围，包括耕地、森林、草地、灌木地、湿地、水体、苔原、人造地表、裸地、冰川和永久积雪等10种地表覆盖类型。本手册是对GlobeLand30-2010产品进行简要介绍的材料，包括所用的分类影像、参考资料、影像处理方法、分类方法、数据产品组织和精度评估情况等，供国内外学者和相关人员参考使用。2.分类影像与参考资料2.1分类影像GlobeLand30-2010数据研制所使用的分类影像主要是30米多光谱影像，包括美国陆地资源卫星（Landsat）TM5、ETM+多光谱影像和中国环境减灾卫星（HJ-1）多光谱影像。影像选取原则是：在每景影像无云（少云）前提下，择优选择植被生长季的多光谱影像，影像时相尽量控制在2010年±1年内。对于影像获取困难区域，适当放宽影像获取时间，确保全球无云影像的完整覆盖。22.1.1LandsatTM/ETM+影像Landsat影像波段多，可提高分类精度，需要尽可能多的收集。所有LandsatTM5、ETM+影像从USGS下载（），订购其Level1T处理级别的产品。Level1T处理级别的Landsat影像经过几何和辐射纠正处理，采用WGS-84坐标系和UTM投影，共7个波段。总共从USGS下载了LandsatTM5、ETM+影像9907景，约80%的获取时间在2009-2011年内，详细统计情况见表1，9907景影像的季相分布见图1。GlobeLand30-2010分幅产品中有多光谱影像接图表图层，其详细反映了每景影像的获取时间及分类所利用的实际范围。表1Landsat影像获取年代统计年份2009年2010年2011年其他所占比例30.59%41.06%9.14%19.21%图1GlobeLand30-2010所利用的LandsatTM5、ETM+影像时相根据Landsat网站技术文件介绍，Level1T处理级别的TM/ETM+影像，几何纠正平面中误差为±75米。在分类前，利用GoogleEarth影像和1米分辨率正射影像，选取明显地物点对每景TM和ETM+影像进行了平面几何精度检查。总共检查出有171景Landsat影像达不到几何精度要求，对这171景影像全部进行了重新纠正处理。用于分类的所有Landsat影像，其影像接边差在1个像素内。影像分类预处理包括大气和地形校正。大气校正采用基于改进版本的FastLine-of-SightAtmosphericAnalysisofSpectralHypercubes(FLAASH)算法，地形校正采用的是基于COS校正的地形抹平处理校正方法（SCOS法）。3由于2010年前后的TM5影像全球覆盖不佳，在赤道等多云区域无法检索订购到无云的影像，需要利用Landsat7ETM+SLC-off影像数据进行补充。通过下载多期ETM+SLC-off影像，采用邻近相似像元插补法（NeighborhoodSimilarPixelInterpolator，NSPI）进行数据插补，形成一景完整影像。共插补ETM+SLC-off影像1354景，主要分布在靠近赤道沿线及北半球高纬度地区，见图2。图2GlobeLand30-2010所利用的ETM+SLC-off影像区域2.1.2HJ-1卫星影像HJ-1是中国发射用于环境监测和防灾减灾的卫星星座，该卫星拥有光学、红外、超光谱多种探测手段。其中HJ-1A星搭载有多光谱相机（CCD）、高光谱成像仪（HSI）；HJ-1B星搭载有多光谱相机（CCD）、红外多光谱成像仪（IRS）。其卫星传感器技术参数见表2。有关HJ-1卫星的详细介绍请访问。表2HJ-1A/B卫星有效载荷指标一览表卫星名称有效载荷波段谱段范围(µm)空间分辨率(m)幅宽(km)侧摆能力HJ-1ACCD10.43-0.5230单台相机：360双台相机：700—20.52-0.6030.63-0.6940.76-0.90HSI1150.45-0.9510050±30°HJ-1BCCD10.43-0.5230单台相机：360—420.52-0.60双台相机：70030.63-0.6940.76-0.90IRS10.75-1.10150720—21.55-1.7533.50-3.90410.5-12.5300地表覆盖数据研制利用的是HJ-1星CCD影像数据，其幅宽360KM,空间分辨率为30米，包括4