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
目录
1.项目简介 ...................................................................................................................................... 1 2. 分类影像和参考资料................................................................................................................. 1
2.1 分类影像 ........................................................................................................................... 1 2.2 辅助数据 ........................................................................................................................... 4 3.类型定义与赋值........................................................................................................................... 7
3.1类型定义 ............................................................................................................................ 7 3.2类型赋值 ............................................................................................................................ 8 4分类技术指标................................................................................................................................ 9 5. 分类策略与方法....................................................................................................................... 10
5.1分类策略 .......................................................................................................................... 10 5.2分类方法 .......................................................................................................................... 11 6. GlobeLand30产品 ................................................................................................................... 12
6.1 参考坐标系 ..................................................................................................................... 12 6.2 数据分幅 ......................................................................................................................... 13 6.3数据组成及格式 .............................................................................................................. 13 6.4文件命名与组织 .............................................................................................................. 15 7. 精度自评估............................................................................................................................... 16
7.1抽样方案 .......................................................................................................................... 16 7.2 自评估精度 ..................................................................................................................... 16 8. 致谢 .......................................................................................................................................... 18 附录：全球地表覆盖数据产品元数据表结构 ............................................................................. 19
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1. 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。
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2.1.1 Landsat TM/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Landsat TM5、ETM+影像从USGS下载（http://earthexplorer.usgs.gov/），订购其Level 1T处理级别的产品。Level 1T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Landsat TM5、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1 Landsat影像获取年代统计 年份 所占比例
2009年 30.59% 2010年 41.06% 2011年 9.14% 其他 19.21%
图1 GlobeLand30-2010所利用的LandsatTM5、ETM+影像时相
根据Landsat网站技术文件介绍，Level 1T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Fast Line-of-Sight Atmospheric Analysis of Spectral Hypercubes (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）。
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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Landsat7 ETM+ 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（Neighborhood Similar Pixel Interpolator，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2 GlobeLand30-2010所利用的ETM+ SLC-off影像区域
2.1.2 HJ-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http://www.cresda.com/。 表2 HJ-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 1 2 3 4 HJ-1B HSI CCD 115 1 0.43-0.52 0.52-0.60 0.63-0.69 0.76-0.90 0.45-0.95 0.43-0.52 100 30 50 ±30° 单台相机：360 — HJ-1A CCD 30 单台相机：360 双台相机：700 — 3