توسعه الگوريتم هاي بهبود يافته براي ريزمقياس سازي رطوبت خاك سطحي ماهواره SMAP با استفاده از داده ماهواره هاي نوري/حرارتي

در اين پژوهش، يك روش جديد ريزمقياس سازي بر پايه داده ماهواره هاي نوري به منظور بهبود مقياس مكاني رطوبت خاك ماهواره فعال غيرفعال رطوبت خاك (SMAP) با استفاده از داده هاي مقياس بالاي ماهواره مرئي/فروسرخ MODIS معرفي شده است. اين مدل برپايه رابطه خطي فيزيكي بين رطوبت خاك و انعكاس تغيير يافته طول موج كوتاه فروسرخ (STR) مي باشد. مدل فيزيكي با مدل ذوزنقه اي تجربي به منظور ارزيابي عملكرد STR به جاي دماي سطح خاك مقايسه شد. در اين مطالعه، داده هاي ماهواره هاي MODIS و SMAP از سال 2015 تا 2018 مورد استفاده قرار گرفتند و رطوبت خاك ريزمقياس شده با استفاده از داده هاي زميني ايستگاه هاي اندازه گيري رطوبت خاك COSMOS واقع شده در ايالت آريزوناي آمريكا مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد با وجود اينكه هر دو الگوريتم هاي ريزمقياس سازي مقادير RMSE را كاهش دادند، الگوريتم فيزيكي بطور كلي عملكرد بهتري نسبت به الگوريتم تجربي نشان مي دهد. هرچند، رطوبت خاك ريزمقياس شده توسط الگوريتم ها، ضريب همبستگي (R) كمتري نسبت به رطوبت خاك اندازه گيري شده دارد، اما مقادير RMSE از 0.032 رطوبت خاك SMAP تا 0.03 و 0.031 و همچنين مقادير انحراف از معيار از 0.011 رطوبت خاك SMAP تا 0.0016 و 0.0076 به ترتيب براي الگوريتم هاي ريزمقياس سازي فيزيكي و تجربي بهبود مي يابند. بطور كلي، نتايج نشان داد كه الگوريتم ريزمقياس سازي فيزيكي پيشنهاد شده به خوبي مقياس مكاني بزرگ رطوبت خاك ماهواره SMAP را بهبود مي بخشد و جايگزين كردن دماي سطح خاك با STR مي تواند ديدگاه جديدي را نسبت به علم ريزمقياس سازي نشان دهد.