中國農(nóng)大水利與土木工程學(xué)院農(nóng)業(yè)水文與水土環(huán)境團隊霍再林課題組經(jīng)過多年的努力，在基于多源數(shù)據(jù)融合的高時空分辨率遙感蒸散模型方面取得進展。近日，相關(guān)成果在國際遙感領(lǐng)域頂尖期刊《Remote Sensing of Environment》發(fā)表了題為“A Classification-Based Spatiotemporal Adaptive Fusion Model for the Evaluation of Remotely Sensed Evapotranspiration in Heterogeneous Irrigated Agricultural Area”的研究論文。

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蒸散發(fā)（ET）時空分布是農(nóng)業(yè)水資源配置與管理的重要基礎(chǔ)，遙感蒸散發(fā)已成為農(nóng)業(yè)區(qū)域蒸散發(fā)確定的重要手段。然而，受灌區(qū)農(nóng)作物種植復(fù)雜性及灌溉渠系配水空間差異的影響，目前遙感蒸散發(fā)難以反映異質(zhì)農(nóng)業(yè)區(qū)蒸散發(fā)的復(fù)雜時空分布特征。針對于此，該項研究工作提出了新的面向復(fù)雜種植和灌溉條件的農(nóng)業(yè)區(qū)遙感蒸散發(fā)時空數(shù)據(jù)的融合方法，即基于分類的時空自適應(yīng)ET融合算法（A Classification-Based Spatiotemporal Adaptive Fusion Model，CSAFM）。該算法采用農(nóng)業(yè)區(qū)相對均勻氣象和灌溉條件的水文響應(yīng)單元代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分解窗口，并提出一種ET校正的方法，基于作物種植結(jié)構(gòu)對ET進行分解和重構(gòu)。CSAFM算法綜合了權(quán)重融合算法和解混融合算法的優(yōu)點，在僅需一對基礎(chǔ)ET圖像輸入的情況下，可以獲得整個生育期內(nèi)的逐日ET動態(tài)。

基于分類的遙感蒸散發(fā)多源時空數(shù)據(jù)融合方法

所提出的方法采用團隊在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)河套試驗站所建立的農(nóng)田水碳通量站觀測數(shù)據(jù)（2016年至2019年）以及灌區(qū)農(nóng)田水平衡數(shù)據(jù)進行了驗證，與主流的遙感時空數(shù)據(jù)融合算法（ESTARFM和FSDAF）進行對比，其融合精度提高了約25%，并且新算法對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的更新頻率的敏感性更低，其對復(fù)雜下墊面的異質(zhì)農(nóng)業(yè)區(qū)有更強的適應(yīng)性。課題組在對比目前常用的遙感蒸散發(fā)模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合所提出基于分類的多源遙感蒸散發(fā)時空數(shù)據(jù)融合方法，形成了農(nóng)業(yè)區(qū)高時空分辨率遙感蒸散發(fā)反演方法，并生產(chǎn)了黃河流域上游河套灌區(qū)2000年以來經(jīng)過嚴格質(zhì)量控制的逐日30米分辨率遙感蒸散發(fā)產(chǎn)品。研究成果在農(nóng)業(yè)用水效率評估、農(nóng)業(yè)干旱評估、農(nóng)業(yè)灌溉配水等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

本研究提出的多源遙感蒸散發(fā)數(shù)據(jù)融合方法與常用的方法結(jié)果比較

水利與土木工程學(xué)院博士研究生王帥為論文第一作者，霍再林教授為通迅作者。農(nóng)業(yè)水文與水土環(huán)境團隊帶頭人黃冠華教授以及優(yōu)秀引進人才汪超子副教授和張成龍副教授，已畢業(yè)博士生薛景元、王興旺，在讀博士生王璞、王惟舒、張鑫，寧夏大學(xué)李王成教授參與了部分研究工作。該項研究得到了國家自然科學(xué)基金重點項目以及中國農(nóng)業(yè)大學(xué)2115人才計劃的資助。