随着全球经济快速发展，各国都在经历快速城镇化的过程，国家与国家、城市与城市之间的联系越来越密切。一方面，城市作为人类生产和生活的主要场所，给人们带来了经济发展贸易往来的便利[1]。另一方面，城市扩张导致不透水面(impervious surface area，ISA)占比迅速上升。不透水面作为城市的重要组成部分，被定义为地表水不能渗透的人工材料硬质表面。城市及其周边的自然环境和地表覆盖类型发生从自然地表转化为低密度建筑物、从低密度建筑区转化为高密度建筑区等一系列转变，使得环境承受能力减弱，耕地、植被、湿地、水域等的自然地表陆续减少[2]。不透水面的增多、大量自然地表消失对生态环境造成难以恢复的破坏。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，其空间分布不仅能够反映社会经济活动进程，决定地表水热和物质平衡，影响生物地球化学循环，也改变着陆地-大气的水分、能量和碳循环，以至引起气候变化[3]。20世纪90年代后，全球变化研究人员越来越认识到土地利用/覆被变化的重要性[4]，它逐渐成为全球环境变化研究的核心部分，是全球变化模型(如净生产力模型、生态系统新陈代谢模型以及碳循环模型等)的重要输入变量，也是大多数气候变化区域响应模型的基础数据[5]。

随着全球变化研究的深入，国家以及国际相关组织一直致力于利用遥感技术研究全球或区域的地表覆盖及其变化信息，以便更精确地预测未来城市扩张的趋势和影响[6]。经过十多年努力，美国、欧洲国家和中国对全球地表覆盖产品的研制已经取得显著的成果，目前已有6套全球地表覆盖产品面向公众提供数据支持与服务[7]。这6套数据分别为IGBP DISCover 1992—1993年1 km空间分辨率全球土地覆盖数据集、UMD 1992—1993年1 km空间分辨率全球土地覆盖数据集、GLC2000 1 km空间分辨率全球土地覆盖数据集、MOD12Q1-2001 1 km分辨率全球土地覆盖数据集、GlobCover2009 300 m分辨率全球土地覆盖数据集、GlobeLand30 30 m分辨率全球地表覆盖产品[8]。

但是由于中国城市化进程加快及变化研究的不断发展，1 km、300 m甚至是30 m的地表覆盖遥感数据产品已经不能满足现在研究变化的需要，模型研究相关单位需要有更高的空间分辨率、更精确的地表覆盖数据产品[9-10]。同样，不透水面在海绵城市建设中发挥着重要作用，研究如何将不透水面信息用于定量化建模，应用于不透水面INFOWORKS模型(现代排水模型软件)、暴雨洪水管理模型(storm water management model，SWMM)和考虑不透水面丰度影响的碳水通量估算非常重要。因此，如何获得高精度的不透水面信息是亟待解决的问题[11-12]。