中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院的曾江源科研團隊在土壤水分研究領(lǐng)域取得了突破性進展。這一團隊專注于全球土壤水分站點的空間特征及其對衛(wèi)星數(shù)據(jù)驗證的影響,并提出了一種創(chuàng)新方法來評估站點下墊面的空間異質(zhì)性。
該新方法的核心在于解決衛(wèi)星微波遙感技術(shù)在獲取高精度土壤水分信息時面臨的空間分辨率不足問題。盡管衛(wèi)星微波遙感是獲取大范圍土壤水分數(shù)據(jù)的重要手段,但地面站點提供的數(shù)據(jù)在驗證衛(wèi)星產(chǎn)品準確性方面仍不可或缺。然而,由于地面與衛(wèi)星觀測之間存在顯著的空間地理差異,驗證結(jié)果往往伴隨著較大的不確定性。
為了克服這一挑戰(zhàn),曾江源團隊引入了擴展三重匹配技術(shù),該技術(shù)能夠更精確地評估土壤水分站點的空間異質(zhì)性。通過對土壤質(zhì)地、地表類型、剖面及植被覆蓋度等四個關(guān)鍵因素的空間異質(zhì)性進行估算,團隊揭示了這些地表下墊面特征對站點空間異質(zhì)性的影響。
研究結(jié)果顯示,地表類型是影響土壤水分站點空間特征的主要因素。團隊分析了全球322個站點的空間特征與環(huán)境異質(zhì)性之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)地表類型的多樣性顯著影響站點的空間代表性。這一發(fā)現(xiàn)為衛(wèi)星土壤水分產(chǎn)品的驗證提供了更為可靠的評估框架。
曾江源團隊還提出了一種新的評估指標——站點相似面積比。該指標綜合考慮了衛(wèi)星像素內(nèi)環(huán)境因素的空間異質(zhì)性以及站點的下墊面特征,從而進一步提高了評估的準確性。這一創(chuàng)新不僅為土壤水分數(shù)據(jù)的驗證提供了更為精細的方法,也為未來地表溫度、植被參數(shù)、積雪深度等其他地表參數(shù)的驗證與應用提供了拓展空間。
團隊的研究成果已在《國際電氣與電子工程師協(xié)會-地球科學與遙感學報》上發(fā)表,該期刊在科學界享有高度聲譽。這一突破性的研究不僅為全球土壤水分監(jiān)測提供了有力的科學支撐,也為遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的可靠性驗證開辟了新的途徑,具有重要的科學價值和應用前景。
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