近日,在“國家民用空間基礎設施陸地觀測衛星共性應用支撐平臺項目”支持下,中國科學院空天資訊創新研究院遙感衛星應用國家工程實驗室全面建設完成了覆蓋全國的土壤溫濕度自動觀測網絡,可實現全國典型生態系統的土壤水分長時間持續觀測。現時,整套系統已完成調試並投入試運行。
土壤溫濕度自動觀測網絡涵蓋全國17個野外觀測網站(圖1),跨越了黑龍江、吉林、河北、山東、江蘇、安徽、湖南、江西、廣東、內蒙、甘肅、青海、新疆和西藏多個地區,覆蓋了包括草地、農田、荒漠和森林等多種生態類型,後續還將不斷提升和完善觀測佈局。每個觀測站包含10個量測點比特,每個量測點比特可以採集4個深度(5cm、10cm、20cm和40cm)的土壤溫濕度數據。截至2021年5月,已獲取有效原始數據共計4700萬餘條。
土壤溫濕度感測器的測量值會受到土壤粒徑、含鹽量和有機質等因素的影響。為保障土壤水分自動量測數據的精度,遙感衛星應用國家工程實驗室在“國家民用空間基礎設施陸地觀測衛星共性應用支撐平臺項目”支持下,聯合中國科學院東北地理與農業生態研究所(長春淨月潭遙感實驗站依託單位)對17個網站的土壤水分感測器進行了特定土壤類型參數標定。圖4給出了定標係數與土壤内容之間的依賴性。圖5為禹城站和祁陽站定標前後的結果對比。
建成的土壤溫濕度自動觀測網絡可自動獲取像元尺度土壤溫濕度數據,不僅能服務於衛星遙感土壤水分產品的研發與驗證,還可以為天氣預報、洪水預測、農業乾旱監測和水資源管理等領域的研究提供基礎數據。
圖1空基土壤溫濕度自動觀測網絡全國佈設網站圖
圖2部分已安裝網站儀器實物圖(a)禹城站(b)錫林浩特站(c)淨月潭站
圖3部分已安裝網站資料獲取節點分佈圖(a)禹城站(b)錫林浩特站
圖4土壤水分感測器定標係數與有機質含量、鹽分、土壤質地之間的相關性
圖5部分網站土壤水分感測器數據標定結果(a)禹城站(b)祁陽站
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