黑河流域卫星像元尺度地表蒸散发相对真值数据集(单站点观测-像元尺度)Version 1.0

Dataset of ground truth land surface evapotranspiration at the satellite pixel scale in the Heihe River Basin (from the single station observation to satellite pixel scale) Version 1.0


地表蒸散发(Evapotranspiration,ET)是连接着陆地能量平衡、水循环以及碳循环等的重要变量,地表蒸散发的准确获取有助于全球气候变化、作物估产、干旱监测等研究,并且对区域与全球的水资源规划管理具有重要的意义。遥感技术是监测蒸散发的有效手段,目前已经生产和发布了多种蒸散发遥感产品,然而,在真实性检验过程中,存在地表蒸散发遥感估算值与站点观测值的空间尺度不匹配问题,在异质性地表尤为严重。因此,在异质性地表,通过尺度扩展方法获取卫星像元尺度地表蒸散发相对真值十分关键。本研究利用站点观测数据,结合多源遥感信息,将地面单站点观测的蒸散发扩展至卫星像元尺度,获得了黑河流域卫星像元尺度地表蒸散发相对真值数据集。

以黑河流域地表过程综合观测网中15个站点(3个超级站和12个普通站)的涡动相关仪观测的地表蒸散发数据为基础,结合融合的高分辨率遥感数据(地表温度、植被指数、净辐射等)、大气再分析数据开展尺度扩展,获取卫星像元尺度地表蒸散发相对真值。分布图见图1。具体来说,首先进行地表水热状况空间异质性评价;其次通过直接检验和交叉检验对九种尺度扩展方法(基于Priestley-Taylor公式的方法、Penman-Monteith公式结合EnKF的方法、Penman-Monteith结合SCE_UA的方法、人工神经网络、贝叶斯线性回归、深度信念网络、高斯过程回归、随机森林以及直接把涡动相关仪观测值作为像元尺度相对真值)进行比较和分析,最终优选一种综合的方法(在均匀下垫面,直接采用涡动相关仪观测值;在中度和高度非均匀下垫面,采用高斯过程回归方法进行尺度扩展),获取了黑河流域15个主要下垫面的逐日卫星像元尺度地表蒸散发相对真值(2010-2016,空间分辨率为1km)。结果表明,卫星像元尺度地表蒸散发相对真值较为可靠。与像元尺度参考值(LAS观测值)相比,三个超级站的MAPE分别为1.57%、3.23%和4.59%,能够满足地表蒸散发遥感产品真实性检验的需求。所有站点信息和数据处理请参考Liu et al. (2018),尺度扩展方法请参考Li et al. (2021)。


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刘绍民, 李相, 徐自为. (2022). 黑河流域卫星像元尺度地表蒸散发相对真值数据集(单站点观测-像元尺度)Version 1.0. 时空三极环境大数据平台, DOI: 10.11888/Atmos.tpdc.272509. CSTR: 18406.11.Atmos.tpdc.272509.
[Liu, S., Li, X., Xu, Z. (2022). Dataset of ground truth land surface evapotranspiration at the satellite pixel scale in the Heihe River Basin (from the single station observation to satellite pixel scale) Version 1.0. A Big Earth Data Platform for Three Poles, DOI: 10.11888/Atmos.tpdc.272509. CSTR: 18406.11.Atmos.tpdc.272509. ] (下载引用: RIS格式 | RIS英文格式 | Bibtex格式 | Bibtex英文格式 )

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资助项目

陆表遥感产品真实性检验中的关键理论与方法研究(41531174) (项目编号:41531174)

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