土壌の誘電特性と保水性の関係に着目した土壌水分量衛星観測アルゴリズム改良の試み

着眼土壤介电特性与持水力关系改进土壤水分卫星观测算法的尝试

• 批准号: 19K04619
• 负责人: 辻本 久美子
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K04619/
• 关键词: 土壌水分量; 衛星観測; 誘電率; 保水性; 輝度温度; マイクロ波リモートセンシング; 放射伝達モデル; 陸面データ同化

今年度は，昨年度までに開発した新たな誘電率モデルの性能を圃場スケールで検証するため，農場において圃場実験を行った．圃場実験では，地上設置型の実験用マイクロ波放射計を用いて圃場面の輝度温度を連続観測し，観測期間中の複数回，圃場土壌を採取してその水分量を重量法によって直接計測した．誘電率モデルを組み込んだ放射伝達モデルによって土壌水分量と輝度温度との関係をシミュレーションしてその結果を実験値と比較した結果，開発した誘電率モデルの有効性が確認された．さらに，開発した誘電率モデルに全球土壌データセット（Harmonized World Soil Database）及び複数のPedotransfer関数を入力することで，全球各地の土壌水分量と誘電率との関係を求めた．先行研究で開発・現業利用等されている他の複数の誘電率モデルに対しても同様の関係を求め，これらを比較することで，衛星観測された輝度温度から土壌水分量を推定する際に，用いる誘電率モデルによってどのように土壌水分量の推定誤差が生じるのか，世界各地の多様な気候帯や土壌に対して定量的に評価した．ここで得られた結果は，土壌水分量の衛星観測アルゴリズム開発研究において，用いる誘電率モデルの選択に対して定量的な誤差情報を与えるものであり，各地域の土壌特性に配慮してアルゴリズム開発研究を行う上で有用になると考えられる．本成果からは，本研究で着目したように，土壌の保水性に関する情報を利用して湿潤土壌の誘電特性を適切に評価できる可能性が示され，その精度は既存の誘電率モデルと同等あるいはそれよりも高いことが示唆された．保水性と関連付けて誘電特性をモデル化することは，衛星観測されない日時の土壌水分量を数値モデルで計算する際に有意義であり，陸面データ同化システムに組み込むことで高精度高分解能土壌水分量観測に貢献できる．

This year, the company has opened up new fields of research and development. The intensity and temperature of the garden surface were measured continuously by using a wave radiometer installed on the ground. During the measurement period, the water content of the garden soil was measured directly by gravimetric method. The results of the experiment were compared with those of the experiment. In this paper, the relationship between the global soil water component and the permittivity of the Harmonized World Soil Database (Harmonized World Soil Database) and the number of pedotransfers is found. The first research is to find out the relationship between the multiple inductances and the same factors, compare them with each other, estimate the luminance temperature and the soil water component by satellite measurement, and estimate the error of the soil water component by using the multiple inductances and the same factors, so as to evaluate the quantitative relationship between the multiple factors around the world. The results show that the satellite measurement of soil water component is very useful in the development of soil water component. The results of this study show the possibility of using the information related to the water retention of soil to evaluate the conductivity of moist soil appropriately, and the accuracy of the evaluation is the same as that of the existing conductivity. Water retention is related to the inductive properties of soil and water components measured by satellite.

项目成果

1～36GHz帯のマイクロ波に対する湿潤土壌の誘電特性：モデルとその検証

湿土壤介电特性对 1-36 GHz 频段微波的响应：模型及其验证

• 发表时间: 2022
• 期刊: 土壌の物理性
• 作者: Yumi Yoshioka;Hidekazu Yoshioka;辻本久美子・太田哲・藤井秀幸・小松満
• 通讯作者: 辻本久美子・太田哲・藤井秀幸・小松満

Addressing the Climate-Water-Agriculture Nexus in Cambodia through Field Observation and Numerical Modelling

通过实地观测和数值模拟解决柬埔寨的气候-水-农业关系

• 发表时间: 2021
• 作者: 伊藤祐二;籾井和朗;辻本久美子;増本隆夫;吉岡有美;Kumiko Tsujimoto
• 通讯作者: Kumiko Tsujimoto

みんなのミニレビュー

大家的迷你评论

• DOI: 10.34467/jssoilphysics.150.0_23
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Japanese Society of Soil Physics
• 作者: Mahdavi S. M.;Neyshabouri M. R.;Fujimaki H.;辻本久美子
• 通讯作者: 辻本久美子

Dielectric behavior of wet soils in the 1--36 GHz microwave range: Modeling and validation

1--36 GHz 微波范围内湿土壤的介电行为：建模和验证

• DOI: 10.34467/jssoilphysics.151.0_3
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Japanese Society of Soil Physics
• 作者: 辻本 久美子;太田 哲;藤井 秀幸;小松 満
• 通讯作者: 小松 満

EFFECT OF THE CHANGE OF THE WET-SOIL DIELECTRIC MODEL IN THE MICROWAVE SOIL MOISTURE RETRIEVAL ALGORITHM FROM SATELLITE

卫星微波土壤湿度反演算法中湿土介电模型变化的影响

• DOI: 10.2208/jscejhe.78.2_i_517
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)
• 作者: 辻本久美子;太田哲
• 通讯作者: 太田哲