2025-02-15
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記者從中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院獲悉,該院曾江源研究員科研團(tuán)隊(duì)在全球土壤水分站點(diǎn)的空間代表性及其影響因素研究方面近期取得新進(jìn)展,提出了評(píng)估站點(diǎn)下墊面空間異質(zhì)性的新方法。這一方法可以更好地探討現(xiàn)有全球土壤水分站點(diǎn)在衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品驗(yàn)證中的可用性,為衛(wèi)星土壤水分產(chǎn)品的有效驗(yàn)證以及未來土壤水分站點(diǎn)的合理布設(shè)與應(yīng)用提供方法與依據(jù)。相關(guān)研究成果近日在國際學(xué)術(shù)期刊《國際電氣與電子工程師協(xié)會(huì)-地球科學(xué)與遙感學(xué)報(bào)》發(fā)表。
衛(wèi)星微波遙感尤其是被動(dòng)微波遙感是獲取大尺度土壤水分信息最有效的手段之一,但受衛(wèi)星傳感器天線尺寸的限制,存在空間分辨率低的問題。
通常,地面站點(diǎn)觀測(cè)可以提供真實(shí)的土壤水分信息,被用于微波遙感土壤水分產(chǎn)品的精度驗(yàn)證。然而,由于衛(wèi)星觀測(cè)與地面觀測(cè)存在巨大的空間尺度不匹配問題,致使驗(yàn)證結(jié)果存在較大不確定性。
該科研團(tuán)隊(duì)就全球尺度土壤水分站點(diǎn)空間代表性如何度量、地表下墊面的空間異質(zhì)性如何表征、空間異質(zhì)性如何影響站點(diǎn)空間代表性三方面展開了研究,采用擴(kuò)展三重匹配技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)站點(diǎn)的空間代表性評(píng)估;利用空間異質(zhì)性指標(biāo)和空間標(biāo)準(zhǔn)偏差,在全球尺度上量化了土壤質(zhì)地、地表類型、海拔和植被覆蓋度等四種地表下墊面影響因素的空間異質(zhì)性。同時(shí),該科研團(tuán)隊(duì)還提出了考慮站點(diǎn)位置信息的下墊面異質(zhì)性度量新指標(biāo)——站點(diǎn)相似面積比。這一新指標(biāo)的優(yōu)勢(shì)在于同時(shí)考慮了衛(wèi)星像素內(nèi)環(huán)境因素的空間異質(zhì)性以及站點(diǎn)的下墊面情況。進(jìn)一步,該研究分析了全球322個(gè)站點(diǎn)的空間代表性與環(huán)境異質(zhì)性之間的關(guān)系。結(jié)果表明,地表類型是影響土壤水分站點(diǎn)空間代表性的主要因素。
該研究提出的站點(diǎn)空間代表性及其影響因素的評(píng)估框架具有普適性,可用于土壤水分觀測(cè),以及用于地表溫度、植被參數(shù)、積雪深度等其他地表參數(shù),能夠更好地服務(wù)于衛(wèi)星產(chǎn)品的可靠性驗(yàn)證與應(yīng)用。