【摘 要】
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在环境科学的研究中,土壤湿度是一个重要的气象因子和过程参数,对土壤湿度遥感数据的分析具有重要意义。目前,主动和被动的微波遥感因其具备穿透云而捕捉区域乃至全球尺度的
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在环境科学的研究中,土壤湿度是一个重要的气象因子和过程参数,对土壤湿度遥感数据的分析具有重要意义。目前,主动和被动的微波遥感因其具备穿透云而捕捉区域乃至全球尺度的地表土壤湿度信息能力,而被广泛应用于土壤湿度监测。本文使用经过质量控制后的中国农业气象站土壤湿度数据以及地面气象站降水数据对ASCAT、SMOS和FY3B三种主被动微波遥感反演土壤湿度产品2012年在中国区域的适用性进行了评估。并在此基础上,以植被覆盖度资料作为参考数据,对ASCAT、SMOS、FY3B三种土壤湿度产品进行了融合,生成中国区域2012年的多源卫星土壤湿度融合产品(BLEND),将该产品与美国NOAA/NESDIS业务化的多卫星土壤湿度融合产品(SMOPS)进行了对比分析,主要结论如下:ASCAT、SMOS、FY3B 土壤湿度产品2012年在中国区域的检验表明:三种产品中,ASCAT在中国区域的数据覆盖情况最好,SMOS次之,FY3B覆盖率较低;与质量控制后的农气站旬数据相比,ASCAT 土壤湿度产品质量最好,在中国各个区域表现稳定,与各区域站点的农气站数据相关性保持在0.4以上;SMOS产品次之,在一些时间段出现异常波动;FY3B在中国部分地区有较好表现;与降水数据相比,三种卫星土壤湿度产品均对降水过程有较好的响应,但是无法很好的表现土壤湿度的年际变化情况,且单个产品在中国地区均会存在大量缺测区域。使用Triple-Collocation方法与最小二乘法结合,对三种主被动微波遥感反演土壤湿度产品进行融合得到一种新的融合产品,并将融合后的产品与地面数据进行进一步验证,结果表明,融合后的产品增加了单种卫星遥感反演土壤湿度产品的可用性,在大部分地区与农气站旬数据相关性更高,且对降水过程的响应更加稳定。将本研究融合产品与SMOPS产品对比,在华中、华南和华东地区两种融合产品的时间序列有差异,在东北、华北、西南和西北地区相似;从数值来看,在2012年中国区域BLEND与SMOPS 土壤湿度融合产品的土壤湿度均值分布一致,数值误差在±0.05m3/m3之间。比较两种融合产品的标准差可以发现,在华北地区、华中地区和华南地区,BLEND融合产品的波动明显大于SMOPS产品。
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