Spatial Evaluation of Soil Moisture (SM), Land Surface Temperature (LST), and LST-Derived SM Indexes Dynamics during SMAPVEX12
Spatial Evaluation of Soil Moisture (SM), Land Surface Temperature (LST), and LST-Derived SM Indexes Dynamics during SMAPVEX12
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SMAPVEX12 期间土壤湿度 (SM)、地表温度 (LST) 和 LST 衍生的 SM 指数动态的空间评估
DOI：
10.3390/s19051247
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发表时间：
2019-03
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Hongxing Liu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hao Sun;Baichi Zhou;Hongxing Liu
利用光/热遥感数据对微波土壤水分进行降尺度处理具有很大的应用潜力。SM和地表温度（LST）或LST导出的SM指数（SMI）之间的空间相关性是当前光/热和微波融合降尺度方法的关键。在这项研究中，空间相关性进行了评估，在同一空间尺度上使用SMAPVEX 12 SM数据和MODIS白天/夜间LST产品。利用NLDAS-2网格化气象数据和传统的梯形和两阶段梯形模型计算LST导出的SMI。结果表明：（1）与白天LST的一致性优于夜间LST或昼夜差分LST;（2）Aqua和Terra上白天LST与SM的空间一致性非常相似，它们作为降尺度因子模拟SM的性能非常相似;（3）SM、LST和LST派生的SMI之间的解耦效应不仅在非常潮湿的条件下发生，而且在非常干燥的条件下也发生;以及（4）解耦效应降低了LST作为缩减因子的性能。未来的降尺度算法应考虑地表净辐射和土壤类型，以解决解耦效应。
Downscaling microwave soil moisture (SM) with optical/thermal remote sensing data has considerable application potential. Spatial correlations between SM and land surface temperature (LST) or LST-derived SM indexes (SMIs) are vital to the current optical/thermal and microwave fusion downscaling methods. In this study, the spatial correlations were evaluated at the same spatial scale using SMAPVEX12 SM data and MODIS day/night LST products. LST-derived SMIs was calculated using NLDAS-2 gridded meteorological data with conventional trapezoid and two-stage trapezoid models. Results indicated that (1) SM agrees better with daytime LST than the nighttime or the day-night differential LST; (2) the daytime LSTs on Aqua and Terra present very similar spatial agreement with SM and they have very similar performances as downscaling factors in simulating SM; (3) decoupling effect among SM, LST, and LST-derived SMIs occurs not only in very wet but also in very dry condition; and (4) the decoupling effect degrades the performance of LST as a downscaling factor. The future downscaling algorithms should consider net surface radiation and soil type to tackle the decoupling effect.
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A. Colliander;E. Njoku;T. Jackson;S. Chazanoff;H. Mcnairn;J. Powers;M. Cosh
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P. Srivastava;Dawei Han;M. Ramirez;T. Islam