基于SMAP亮温数据反演青藏高原玛曲区域土壤未冻水

作     者：陈家利 郑东海 庞国锦 李新 Chen Jiali;Zheng Donghai;Pang Guojin;Li Xin

作者机构：兰州大学资源环境学院甘肃兰州730000 中国科学院青藏高原研究所国家青藏高原科学数据中心北京100101 兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃兰州730070 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(41871273) 

出 版 物：《遥感技术与应用》 (Remote Sensing Technology and Application)

年 卷 期：2020年第35卷第1期

页      码：48-57页

摘      要：未冻水和冰共同存在于冻土中,两者的相互转化即冻融变化深刻影响寒区地表水分循环和能量收支。被动微波遥感技术是土壤水分监测的主要手段,但目前大多应用于非冻结土壤的水分反演,对负温环境下冻结土壤中未冻水的反演研究较少。基于SMAP卫星升轨和降轨时刻的亮温观测数据和经改进后适用于青藏高原地区的零阶微波辐射模型,利用单通道算法(SCA)和双通道算法(DCA),对青藏高原东部黄河源区玛曲区域季节冻土中的未冻水含量进行反演。结果表明:基于SMAP不同过境时刻亮温观测及不同算法的土壤未冻水反演结果均较同步地反映了研究区实测值的动态变化特征(相关系数R均大于0.9)。其中,基于SMAP降轨时刻亮温观测的反演结果在冻融交替的过渡季节存在明显低估,而基于升轨时刻亮温观测得到的反演结果精度更高。基于垂直极化亮温观测的单通道(SCA-V)和DCA算法得到的升轨时刻的反演值与实测值的无偏均方根误差(ubRMSE)分别为0.035 m^ 3 m^-3和0.039 m^ 3 m^-3,均达到SMAP任务的设计要求(即ubRMSE≤0.04 m^ 3 m^-3),其中SCA-V对该研究区土壤未冻水的反演精度最高。与SMAP标准产品相比,基于SCA-V算法反演得到的暖季土壤水分精度更高。此外,该算法能成功反演得到冻结期土壤未冻水的动态变化,因此更适用于青藏高原地区冻融土壤条件下的水分反演。

主 题 词：土壤未冻水 被动微波遥感 SMAP 亮温 青藏高原 

学科分类：083002[083002] 0830[工学-生物工程类] 08[工学] 09[农学] 0804[工学-材料学] 0903[农学-动物生产类] 0816[工学-纺织类] 081602[081602] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.11873/j.issn.1004-0323.2020.1.0048

馆 藏 号：203898075...