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【RS Notes】Rahimzadeh-Bajgiran et al. 2013 利用光学/热红外遥感监测土壤水分

DOI: 10.1016/j.isprsjprs.2013.06.004

思路

利用温度-植被指数特征空间估算蒸发比(Evaporative Fraction, EF),然后利用EF和土壤水分(Soil Moisture, SM)之间的经验关系来估算土壤水分。

研究区

加拿大草原三省(Canadian Prairies)

方法

EF的定义

其中是Priestley-Taylor参数,注意其与原始的P-T参数有一定区别。应用于湿润地表,而可以应用于更广的含水量范围。

特征空间的建立

选择还是?

  • 与地表能量交换直接相关,并且蒸气压差(VPD)近似线性;但的测量困难,尤其是在研究区较大时。
  • 可以直接由遥感数据得到,但其受空间异质性的影响更大,因此应用的研究区也不能过大。
  • 还可以使用昼夜温差,它与热惯量有着直接联系。

本文考虑了三种选择:

  1. MODIS Terra
  2. MODIS Aqua
  3. MODIS Aqua

其中选用了与卫星过境时间接近的NARR 3小时平均气温产品。

然后,可以利用特征空间计算每一点处的:

从EF估算土壤水分

Komatsu模型

其中是土壤体积含水量,是土壤特征体积含水量,与土壤类型和风速等参数有关。

Lee-Pielke模型

其中是最大田间持水量时对应的土壤体积含水量。

结果

讨论

EF-SM经验模型的选择

尽管Komatsu模型参数更多,考虑的因素更多,但Lee-Pielke模型效果更好。

特征空间的选择

使用精度优于,同时对遥感影像的要求也更低,因为后者需要连续两景无云的影像。

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