基于离散小波分解与重构的多源土壤含水量数据融合方法与评估

• Published in: 农业工程学报 Vol. 39; no. 7; pp. 145 - 156
• Main Authors: 姜志伟, 李云飞, 姜涛, 哈斯图亚, 玛瑙, 胡洁
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 内蒙古农业大学沙漠治理学院,呼和浩特 010018%内蒙古工业大学经济管理学院,呼和浩特 010051%内蒙古农业大学草原与资源环境学院,呼和浩特 010018 01.04.2023
• Subjects: 多源数据融合; 土壤含水量; 遥感; 黄河流域; 离散小波变换
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202212131

S271; 为提高土壤含水量格点数据的区域适用性、准确性,该研究提出了基于离散小波多尺度分解与重构的多源土壤含水量数据融合方法,利用 2016-2018 年 6-9 月ESA-CCI、SMAP、ERA5-Land数据集以及地面站点观测的土壤含水量数据,在以黄河流域为主体的主要农业气候区开展了融合方法可行性和适用性研究.结果表明,融合方法能有效捕获融合数据源的多尺度特征信息,通过多源多尺度逐层特征信息权重融合与重构,能有效改进单一数据源在不同农业气候区域的适用性、时空结构和波动特征的准确性.融合结果总体评估的均方根误差、偏差(Bias)和相关系数(r)分别为0.053 m3/m3、0.001 m3/m3 和 0.721,时空分解评估的综合表现均优于单一融合数据源的评估指标,多尺度时空波动频谱结构特征与观测时空序列更吻合,特别在 25 d时间尺度以内时空波动吻合度改进最为明显.该研究获得了较理想的区域土壤含水量改进预期,可为区域生态环境监测、农业可持续发展、水土保持、防灾减灾等科学研究和业务应用提供可行有效的方法参考.