中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院的曾江源科研團(tuán)隊(duì)在土壤水分研究領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。這一團(tuán)隊(duì)專(zhuān)注于全球土壤水分站點(diǎn)的空間特征及其對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)驗(yàn)證的影響，并提出了一種創(chuàng)新方法來(lái)評(píng)估站點(diǎn)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(shí)面臨的空間分辨率不足問(wèn)題。盡管衛(wèi)星微波遙感是獲取大范圍土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)的重要手段，但地面站點(diǎn)提供的數(shù)據(jù)在驗(yàn)證衛(wèi)星產(chǎn)品準(zhǔn)確性方面仍不可或缺。然而，由于地面與衛(wèi)星觀測(cè)之間存在顯著的空間地理差異，驗(yàn)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(tuán)隊(duì)引入了擴(kuò)展三重匹配技術(shù)，該技術(shù)能夠更精確地評(píng)估土壤水分站點(diǎn)的空間異質(zhì)性。通過(guò)對(duì)土壤質(zhì)地、地表類(lèi)型、剖面及植被覆蓋度等四個(gè)關(guān)鍵因素的空間異質(zhì)性進(jìn)行估算，團(tuán)隊(duì)揭示了這些地表下墊面特征對(duì)站點(diǎn)空間異質(zhì)性的影響。
研究結(jié)果顯示，地表類(lèi)型是影響土壤水分站點(diǎn)空間特征的主要因素。團(tuán)隊(duì)分析了全球322個(gè)站點(diǎn)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(lèi)型的多樣性顯著影響站點(diǎn)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(yàn)證提供了更為可靠的評(píng)估框架。
曾江源團(tuán)隊(duì)還提出了一種新的評(píng)估指標(biāo)——站點(diǎn)相似面積比。該指標(biāo)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(diǎn)的下墊面特征，從而進(jìn)一步提高了評(píng)估的準(zhǔn)確性。這一創(chuàng)新不僅為土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)的驗(yàn)證提供了更為精細(xì)的方法，也為未來(lái)地表溫度、植被參數(shù)、積雪深度等其他地表參數(shù)的驗(yàn)證與應(yīng)用提供了拓展空間。
團(tuán)隊(duì)的研究成果已在《國(guó)際電氣與電子工程師協(xié)會(huì)-地球科學(xué)與遙感學(xué)報(bào)》上發(fā)表，該期刊在科學(xué)界享有高度聲譽(yù)。這一突破性的研究不僅為全球土壤水分監(jiān)測(cè)提供了有力的科學(xué)支撐，也為遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的可靠性驗(yàn)證開(kāi)辟了新的途徑，具有重要的科學(xué)價(jià)值和應(yīng)用前景。
