新型遥感卫星土壤水分产品在不同地表覆盖下的精度验证与分析

吕沛恒，孙 坚，刘 绍

（1.吉林大学新能源与环境学院，长春130021；2.吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室，长春130021）

0 引言

土壤水分是控制地表能量分配、地表水收支、植被蒸腾和碳同化的关键因素［1］。卫星微波遥感具有回访周期短、全天候等优点，能够在大尺度长时间序列中获取多种地形和地表的土壤水分［2］。SMOS-L3-SM（Soil Moisture and Ocean Salinity，L3）、SMAP-L3-SM（Soil Moisture Active and Passive，L3）和AMSR2-LPRM-SM（The Advanced Microwave Scanning Radiomer 2，Land Parameter Retrieval Model Product）三种被动遥感土壤水分产品自从卫星发射以来已经广泛地定期地得到验证，杨娜等人在我国农区进行了SMOS-L2 数据的验证，发现SMOS 土壤水分在干季受降水影响较大，而湿季较小［3］；白瑜等人针对吉林省农田下垫面，对SMAP 和SMOS 产品进行验证，发现伴随降雨事件时，两产品的数据值高于实测土壤水分［4］；李瑞娟等人使用MER⁃RA-2 模拟土壤水分为参考数据，在亚洲区域对SMOS 和AM⁃SR2 产品进行验证，得出湿季条件下遥感土壤水分的精度比干季条件下更高的结论［5］；CHEN Y Y 等人在西藏进行了SMOS、SMAP 和AMSR2 的验证，发现SMAP 产品精度较高，AMSR2 产品则夸大了土壤水分时间变化［6］。以往的研究大多是对某一特定区域进行较短时间跨度的遥感土壤水分数据的评估，针对全球范围内不同地表覆盖下长时间跨度的验证分析较少。本研究针对FLUXNET2015 数据集和ISMN（International Soil Mois⁃ture Network）国际土壤水分网络，对全球范围内的SMOS、SMAP 和AMSR2 产品进行对比验证分析，评估全球范围内不同地表覆盖下微波遥感卫星数据的时空特性、分析精度并总结差异，为不同地区土壤水分研究的产品数据集选择提供参考。

1 数据和方法

1.1 遥感土壤水分数据

1.1.1 SMOS遥感土壤水分产品