1. 研究目的与意义
研究背景: 土壤湿度表示土壤中的水分含量。当其用土壤体积含水量,通常用容积百分数表示,是指土壤水的容积占土壤容积的百分数,它表明土壤水填充土壤孔隙的程度,也可以直接使用体积比表示。地表土壤湿度是地表和大气能量交换过程中的重要因子,同时也是地表生态系统水循环的重要组成部分,因此,受到水文、气象、土壤、生态等多学科的关注。作为地表生态系统水循环的重要组成部分,土壤湿度是植物生长发育的基本条件,也是进行旱情监测、农作物估产等的一个重要指标,能及时掌握土壤含水量情况,了解土地干湿情况,为区域干旱监测评估以及流域水循环等研究提供依据,在改善区域及全球气候研究意义重大。传统监测土壤湿度的方法包括现场测量和卫星遥感技术两种,其中现场测量主要是人工到研究场地实地采样分析来监测土壤湿度后者安置自动监测站。它的缺点是只有测试点的数据,以此来代替测试区域的土壤湿度状况,如果监测区域较大,则会浪费大量的人力物力。随着航空航天卫星技术的发展,利用遥感来监测土壤湿度越来越受到广大学者的重视。当前,国际和国内已经在轨部署了许多的对地遥感卫星,光学、微波、SAR等传感器提供了不同地表土壤湿度产品。但单个卫星产品的时空分辨率和空间覆盖总是受到传感器本身、轨道和卫星数量的限制,难以提供大范围、长时序高时空分辨率的地表土壤湿度产品。 CCI(ClimateChange Initiative)和SMOPS(SoilMoisture Operational Products System)是当前仅有的两种的混合土壤湿度产品,用于在全球范围内提供高时空覆盖的地表土壤湿度产品。CCI是欧洲气象卫星局(ESA)推出的一个项目,旨在利用遥感技术监测气候变化的影响。SMOPS是美国国家海洋和大气管理局(NOAA)推出的一个项目,旨在提供高分辨率土壤湿度产品。这两个项目都基于卫星遥感技术,通过对土壤表面反射率的监测,反演出土壤湿度信息。其中,CCI主要使用的是微波辐射计和扫描成像仪等传感器,而SMOPS主要使用的是微波辐射计和合成孔径雷达等传感器。这些传感器能够探测土壤表面的微波辐射,从而推算出土壤湿度。最后通过项目设计选定的传感器,采用统一的反演和融合方法获得发布混合的土壤湿度产品,较单一的遥感传感器提供的产品,混合产品具有更高的时空分辨率,并且有望提供高精度和高可靠性的产品。CCI和SMOPS提供的土壤湿度产品具有高空间分辨率和高时间分辨率的特点,能够实时地监测土壤湿度的变化情况。这些产品可以用于农业生产、水资源管理、灾害预警等领域,对提高土壤水分利用效率、减少水资源浪费、预防自然灾害等方面有着重要的作用。
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2. 研究内容和预期目标
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