研究者對全球山區土壤水分遙感產品精度開展系統評估

近日，中國科學院成都山地災害與環境研究所山地地表過程智能監測與模擬創新團隊博士楊艷青針對全球山區土壤水分遙感產品開展了誤差分析與系統評估，并取得系列新進展。研究成果發表于《國際土壤科學》。

研究整合國際土壤水分共享網絡（ISMN）的地面觀測數據與擴展三重協同法（Extended Triple Collocation, ETC），對三種主流被動微波土壤水分產品SMAP、SMOS、AMSR2在全球山區的表現進行了對比分析，從絕對誤差、相對一致性及環境敏感性等多個維度刻畫了不同產品的不確定性特征。

結果表明，在復雜山區環境中，SMAP和SMOS整體性能顯著優于AMSR2。基于站點驗證和ETC評估的綜合結果顯示，SMAP和SMOS在相關性和誤差水平上具有更高一致性，而AMSR2在高坡度、密集植被和復雜地形條件下誤差顯著放大，表現出較弱的環境適應能力。進一步的站點尺度時間序列分析發現，無論是在逐日變化還是年內分配特征上，SMAP和SMOS均能更好地捕捉土壤水分的季節演變過程，尤其在北美山區表現出較強的動態響應能力。這些獨立證據共同驗證了不同產品在山區應用中的系統性差異。

該研究同時指出，盡管山區環境下ETC方法的獨立誤差假設可能受到一定程度破壞，但其在刻畫產品相對性能和環境敏感性方面仍具有重要參考價值。通過將ETC與有限的地面觀測相結合，可為數據稀缺地區提供空間連續的不確定性信息，并為后續土壤水分多源數據融合和權重設定提供科學依據。相關成果不僅加深了對遙感土壤水分產品在山區適用性的理解，也為改進反演算法、優化產品選擇以及支撐山區水文與生態應用提供了重要參考。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2026.117707