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:
- MODIS Terra
- MODIS Aqua
- 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
图3 三种特征空间
Terra和Aqua区别不大,使用
会有明显区别,完全植被覆盖端的温度差要显著大于前两者。
图4 EF反演结果
图5 与两个理论模型的比较
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。