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,空天信息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。目前,整套系統已完成調試并投入試運行。
土壤溫濕度自動觀測網絡涵蓋全國17個野外觀測站點(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,后續還將不斷提升和完善觀測布局。每個觀測站包含10個測量點位,每個測量點位可以采集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4700萬余條。
土壤溫濕度傳感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測量數據的精度,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,聯合東北地理與農業生態研究所(長春凈月潭遙感實驗站依托單位)對17個站點的土壤水分傳感器進行了特定土壤類型參數標定。圖4給出了定標系數與土壤屬性之間的依賴性。圖5為禹城站和祁陽站定標前后的結果對比。
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,不僅能服務于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、農業干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布設站點圖
圖2 部分已安裝站點儀器實物圖(a)禹城站(b)錫林浩特站(c)凈月潭站
圖3 部分已安裝站點數據采集節點分布圖(a)禹城站(b)錫林浩特站
圖4 土壤水分傳感器定標系數與有機質含量、鹽分、土壤質地之間的相關性
圖5 部分站點土壤水分傳感器數據標定結果(a)禹城站(b)祁陽站
本套土壤溫濕度自動觀測系統面向衛星應用,17個站點涵蓋全國,全套設備及安裝服務由北京寶利恒科技有限公司提供!