An advanced change detection method for time-series soil moisture retrieval from Sentinel-1

环境科学 含水量 遥感 植被(病理学) 水分 均方误差 比例(比率) 反向散射(电子邮件) 土壤科学 气象学 地质学 数学 计算机科学 统计 岩土工程 电信 物理 医学 病理 量子力学 无线
作者
Liujun Zhu,Rui Si,Xiaoji Shen,Jeffrey P. Walker
出处
期刊:Remote Sensing of Environment [Elsevier BV]
卷期号:279: 113137-113137 被引量:37
标识
DOI:10.1016/j.rse.2022.113137
摘要

The feasibility of soil moisture retrieval from C-band Sentinel-1 data has been widely acknowledged, with pre-operational 1-km products currently available at regional and/or continental scale using the long-term (LTCD) or short-term change detection (STCD) methods. Both algorithms share the same assumptions of time-invariant roughness and vegetation, which can be questionable even for a short period of 4 Sentinel-1 acquisitions (18–36 days). An advanced change detection (ACD) method is proposed in this study for an improved soil moisture retrieval from Sentinel-1 data, including two main modifications with respect to the existing STCD methods: i) approximating the effect of temporal varying vegetation on the Sentinel-1 backscatter as a variation in the two-way attenuation, and ii) a temporal soil moisture constraint based on the coarse Soil Moisture Active Passive (SMAP) soil moisture product to partly remove the uncertainty caused by vegetation and/or roughness changes. The evaluation, based on time-series observations from 34 OzNet stations and ground samples collected during the Fifth Soil Moisture Active and Passive Experiment (SMAPEx-5) showed that the ACD improved the correlation coefficient (R), root mean square error (RMSE) and un biased RMSE (ubRMSE), achieving 0.66, 0.071 m3/m3 and 0.071 m3/m3 at the point scale, 0.77, 0.063 m3/m3 and 0.051 m3/m3 at 1-km scale, 0.80, 0.055 m3/m3 and 0.050 m3/m3 at 3-km scale. The contribution of the two modifications was further investigated using 559 stations from 22 networks across the world, showing that: i) the two modifications can increase R by 0.08–0.13 and reduce the retrieval RMSE by 0.009–0.013 m3/m3 (10% - 15% relative), and ii) the retrieval over densely vegetated areas or areas with large temporal vegetation variation can benefit more from the proposed modifications. The ACD achieved stable performance for various Sentinel-1 orbits/passes and maintained a stable performance for retrieval windows up to 30 Sentinel-1 acquisitions, providing a promising alternative for achieving consistent soil moisture retrievals from Sentinel-1.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
wwb发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
6秒前
LHT完成签到,获得积分10
7秒前
落寞凌波发布了新的文献求助10
11秒前
桐桐应助幸福的杨小夕采纳,获得10
16秒前
韩麒嘉完成签到 ,获得积分10
18秒前
聪慧的凝海完成签到 ,获得积分0
27秒前
27秒前
wwb发布了新的文献求助10
30秒前
phil完成签到 ,获得积分10
30秒前
38秒前
高高菠萝完成签到 ,获得积分10
38秒前
滴滴滴完成签到 ,获得积分10
38秒前
yangsi完成签到 ,获得积分10
41秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
42秒前
45秒前
酷炫葵阴发布了新的文献求助10
50秒前
ORANGE完成签到,获得积分10
52秒前
思源应助松松采纳,获得20
56秒前
共享精神应助酷炫葵阴采纳,获得10
58秒前
丝丢皮得完成签到 ,获得积分10
59秒前
1分钟前
xfy完成签到,获得积分10
1分钟前
阳炎完成签到,获得积分10
1分钟前
行云流水完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
冷酷尔琴发布了新的文献求助10
1分钟前
青水完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
冷酷尔琴完成签到,获得积分10
1分钟前
onevip完成签到,获得积分0
1分钟前
小莫完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
theseus完成签到,获得积分10
1分钟前
胡楠完成签到,获得积分10
1分钟前
北国雪未消完成签到 ,获得积分10
1分钟前
李振博完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038029
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575740
关于积分的说明 11373751
捐赠科研通 3305559
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819224
邀请新用户注册赠送积分活动 892652
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022