Журнал дистанционного зондирования и ГИС

Абстрактный

Уменьшение масштаба усовершенствованного микроволнового сканирующего радиометра (AMSR-E) для получения данных о влажности почвы с использованием метода многократной временной шкалы экспоненциальной корректировки осадков

Чэнмин Сю, Линн Э. Джонсон*, Роберт Дж. Замора, Тимоти Шнайдер и Роберт Чифелли

Гидрологический отклик при всех разрешениях контролируется физическими процессами. Точная фиксация физического процесса при высоком разрешении имеет важное значение для уменьшения масштаба многих спутниковых наблюдений при низком разрешении. В этой статье разработана четырехмерная модель уменьшения масштаба влажности почвы, представляющая процесс, для уменьшения масштаба продукта влажности почвы Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS (AMSR-E) с разрешением 25 км. Модель состоит из расчета индекса накопления предшествующих осадков (APA) для захвата пространственных и временных изменений влажности почвы при разрешении 500 м и применения географической информационной системы (ГИС) для моделирования физических процессов, которые могут регулировать изменения влажности почвы по всему водоразделу. Индекс APA, как представление предварительного значения влажности почвы, рассчитывается путем принятия экспоненциальной формулы для синтеза эффектов инфильтрации, эффективности испарения почвы и сопротивления растительности на содержание воды в почве после выпадения осадков. Для уменьшения масштаба выбираются пять дней производных влажности почвы AMSR-E, охватывающих начало муссона и продолжительность шторма. Результаты показывают, что пространственная вариация влажности почвы в первую очередь контролируется распределением осадков и свойствами почвы. Впоследствии относительная влажность почвы, радиация и растительность становятся значимыми в контроле потоков поверхности суши и, таким образом, влияют на изменение влажности почвы с течением времени. Уменьшенные данные влажности почвы (разрешение 500 м) оцениваются с использованием измерений влажности почвы на месте с помощью сетей наблюдений гидрометеорологического испытательного стенда (HMT) Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) и экспериментального водораздела Уолнат-Гулч (WGEW) Исследовательского центра юго-западного водораздела (SWRC) Министерства сельского хозяйства США (USDA). Среднеквадратическая ошибка (RMSE) между дезагрегированной и in-situ влажностью почвы составляет 0,034 об./об. с процентным смещением (PBIAS) 0,85%. Общее значение R2 составляет 0,788.