土壤水分“测不准”，中国科学家拿出新方法让卫星不再“近视”

根据央视周四的报道，中国科学院空天信息创新研究院的曾江源团队在全球土壤水分站点的空间主题影响及相关研究方面取得了显著进展，并提出了一种全新的评估站点下垫面空间异质性的方法。

该新方法能够更深入地研究现存的全球土壤水分站点在卫星数据产品验证中的适用性，为卫星土壤水分产品的有效验证，以及未来土壤水分站点的合理布局和利用提供了科学依据。

相关研究成果已于2月5日正式发表在《国际电气与电子工程师协会-地球科学与遥感学报》（中国科学院一区，IF=7.5），具体信息可以参见DOI:10.1109 / TGRS.2024.3523484。

通过卫星微波遥感技术，我们能够获得精准的土壤水分信息，但在空间分辨率方面仍有待改善。地面测站提供的土壤水分数据是验证卫星土壤水分产品准确性的重要依据。然而，由于卫星与地面测量存在显著的空间地理误差，这使得验证结果的不确定性增加。

该研究的核心在于如何巩固全球土壤水分节点的空间标识，表征地表下垫面的空间异质性，以及空间异质性如何影响这些节点的表现。研究团队采用扩展三重匹配技术评估节点的空间异质性，并通过空间指标与空间偏差来估算土壤质地、地表类型、地形和植被覆盖度等四个下垫面因素的空间异质性。

此外，研究团队还提出了一种新的下垫面异质性评估指标——站点相似面积比。该指标综合考虑了卫星像素内环境因素的空间异质性及站点的下垫面条件，从而进一步提高了评估的准确性。

研究结果表明，地表类型是影响土壤水分站点空间主题的重要因素。通过研究全球322个站点的空间主题与环境异质性之间的关系，团队提供了更为可靠的卫星土壤水分产品验证框架。这一框架不仅适用于土壤水分的监测，还可以扩展到地表温度、植被指数和积雪深度等其他重要地表参数的验证与应用。

该研究成果为遥感卫星数据的可靠性验证以及全球土壤水分监测提供了有力支持，展现出重要的科学意义和应用潜力。

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