利用X波段SAR数据估计地表土壤湿度

Q4 Earth and Planetary Sciences
H. Salgado, S. M. Zabala, Catalina Romay, Monique Bernier, A. Jácome, Karem Chokmani
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摘要

这项研究的目的是根据在阿根廷布宜诺斯艾利斯省中部的一个农业盆地(纬度:37°S;经度:约60°W)上获得的COSMO-Skymed(X波段)图像估计和绘制土壤湿度。通过与卫星通道同时获得的后向散射系数(Sigma_0)和土壤湿度测量值(HS)之间的相关性,采用经验近似。用重量法在15个农业地块(地点)测量了土壤的表面体积湿度(0至10厘米)。雷达信号后向散射(Sigma_0)与HS测量之间的线性关系[HS(%)=B+A.Sigma_0(db)]根据轨道方向和极化(从R2=0,28对于上升VV数据到R2=0,69对于下降HH)。应用相应的方程,将图像从Sigma_0转换为HS(%),获得HS地图(每个极化和轨道类型)。通过计算均方根误差(RMSE)和归一化均方根误差(NMSE),在测量的HS数据与估计的HS数据之间进行了交叉验证。下降图像的结果最好,分别为6.3%本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
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ESTIMACIÓN DE LA HUMEDAD SUPERFICIAL DEL SUELO MEDIANTE DATOS SAR EN BANDA X
El objetivo de este estudio es la estimación y el mapeo de la humedad del suelo a partir de imágenes Cosmo-Skymed (Banda X), adquiridas sobre una cuenca agrícola situada en el centro de la provincia de Buenos Aires, Argentina (Latitud: 37°S; Longitud: 60°W aproximadamente). Se emplea una aproximación empírica, mediante correlación entre el coeficiente de retrodispersión (sigma_0) y las mediciones de humedad del suelo (HS), obtenidas simultáneamente con el pasaje satelital. La humedad volumétrica superficial (0 a 10 cm) del suelo fue medida mediante el método gravimétrico en 15 parcelas agrícolas (sitios). La relación lineal entre la retrodispersión de la señal radar (sigma_0) y las mediciones de HS [HS( %) = b+a.sigma_0(dB)] presenta diversos coeficientes y ajustes (r2), dependiendo de la dirección orbital y la polarización (desde r2 = 0, 28 para datos VV Ascendente hasta r2 = 0, 69 para HH Descendente). Aplicando las ecuaciones correspondientes, las imágenes se transformaron de sigma_0 a HS( %), obteniendo los mapas de HS (para cada polarización y tipo de órbita). Se realizó una validación cruzada entre datos de HS medida vs. estimada, calculando el Error Cuadrático Medio (RMSE) y el Error Medio Cuadrático Normalizado (NMSE). Los mejores resultados se obtuvieron con las imágenes Descendentes, con 6,3% < RMSE < 6,9% y 1,6 < NMSE < 2,0 %. Se comparan los resultados con otras experiencias, y se plantean expectativas futuras.
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来源期刊
Meteorologica
Meteorologica Earth and Planetary Sciences-Atmospheric Science
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24 weeks
期刊介绍: Meteorologica is the semestral journal of Centro Argentino de Meteorólogos, which is published since 1970 and serves on the Core of Argentine Scientific Journals since 2005. Meteorologica publishes original papers in the field of atmospheric sciences and oceanography written in Spanish or English. Theoretical and applied research description, dataset description, extensive reviews about a particular topic related with atmospheric sciences or oceanography are within the journal scope. Papers must be original and concise. Meteorologica publishes one volume (two issues) per year.
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