研究表明，全球土壤水分网站的空间代表和影响因素

2月6日，记者从中国科学院空天信息创新研究所(空天研究所)获悉，空天研究员曾江源团队在全球土壤水分网站的空间代表性及其影响因素方面取得了进展，提出了一种新的方法来评价网站下垫空间的异质性，可以更好地了解全球土壤水分网站在卫星数据产品验证中的可用性，为卫星土壤水分产品的有效验证和未来土壤水分网站的合理布局和应用提供了方法和依据。相关论文于2月5日发表在《国际电气电子工程师协会地球科学与遥感学报》上。

卫星微波遥感器，尤其是被动微波遥感器，是获取大规模土壤水分信息最有效的方法之一，但也受到卫星传感器天线尺寸的限制，存在空间分辨率低的问题。飞行控制点观测可以提供真实的土壤水分信息，常用于微波遥感土壤水分商品的精度验证。但由于“元(面)尺”卫星观测与“点尺”地面观测空间尺度不匹配，验证结果存在一定的不确定性。

“这种不确定性主要是由于地表覆盖类型的多样性和复杂性，以及卫星像元尺度中缺乏土壤水分的真实值，这使得全球土壤水分站的有效量化空间代表性和影响因素成为一个巨大的挑战。”论文通信作者曾江源说。

因此，研究团队从三个方面进行了研究:如何衡量全球土壤水分网站的空间代表性，如何表达地面的复杂性，如何影响网站的代表性。他们利用扩展三重匹配技术对网站的空间进行代表性评价，利用空间异质指标和空间标准偏差，量化了地表下垫面影响因素的空间异质性，如土壤类型、地表类型、海拔和植被覆盖度等。

此外，他们提出了“网站类似面积比”的新指标。这个新指标的优点是不仅考虑了卫星像素中环境因素的空间异质，还考虑了网站的下垫状态。

研究小组还分析了世界上322个网站的空间代表和环境异质之间的关系。结果表明，地表类型是影响土壤水分网站空间代表的主要因素。该研究提出的网站空间代表及其影响因素的评估框架具有普遍性，不仅可用于观察土壤水分，还可用于验证和应用地面温度、植被参数、积雪深度等其他地表参数，可更好地服务于卫星产品的可靠性。