Новый метод повышения разрешения создает детальные карты влажности почвы в горной местности

Исследователи разработали новый метод повышения разрешения для генерации высокодетальных данных о влажности поверхностного слоя почвы в горных регионах. Инновационная техника, объединяющая данные о температуре поверхности суши и вегетационных индексах, позволяет получать бесшовные и точные карты, корректируя влияние топографии. Это достижение может произвести революцию в гидрологических исследованиях, мониторинге засух и изучении изменения климата.

Точный мониторинг влажности поверхностного слоя почвы критически важен для понимания обмена водой, углеродом и энергией между сушей и атмосферой. Однако спутниковые продукты данных о влажности почвы часто имеют грубое пространственное разрешение, что ограничивает их полезность для локальных исследований. В горных регионах сложность рельефа усугубляет эту проблему, поскольку топография влияет на температуру поверхности суши, что дополнительно затрудняет оценку влажности почвы.

Новая методика, представленная в исследовании, опубликованном 20 февраля 2025 года в Journal of Remote Sensing, была разработана в Институте опасностей гор и окружающей среды Китайской академии наук. Метод использует данные о температуре поверхности суши и вегетационных индексах для повышения пространственного разрешения существующих продуктов данных о влажности почвы. В частности, он позволяет создавать карты с разрешением 1 км на основе исходного продукта Европейского космического агентства (ESA) Climate Change Initiative с разрешением 25 км.

Исследование, проведенное в Колорадо (США), продемонстрировало эффективность метода. При валидации с помощью in situ измерений SNOTEL были достигнуты средний коэффициент корреляции 0.47, RMSE 0.103 м³/м³ и ubRMSE 0.056 м³/м³. Ведущий автор работы, доктор Вэй Чжао, отметил: «Этот метод представляет собой значительный прогресс в точном картографировании влажности почвы на сложном рельефе... Эта инновация обладает большим потенциалом для преобразования гидрологических исследований и климатических исследований в горных регионах».

Метод имеет широкий спектр применений в гидрологии, сельском хозяйстве и исследованиях изменения климата. Он может быть адаптирован для других спутниковых продуктов, предоставляя высокодетальные данные по всему миру, что улучшит модели прогнозирования засух и наводнений.