基于Wavelet-ANFIS和MODIS地表温度产品的青藏高原0cm土壤温度估算方法

摘要：

【摘要】 0cm土壤温度是冻土模型的上边界条件,连续的、高质量的青藏高原0cm土壤温度数据是进行准确冻土模拟的必要条件.然而受复杂下垫面的影响,遥感手段无法获取可靠的0cm土壤温度.利用自适应网络模糊推理系统(ANFIS)结合青藏高原实测资料建立遥感地表温度产品(LST)与0cm土壤温度的关系,以实现通过LST估算青藏高原逐日0cm土壤温度.研究了ANFIS的各种参数组合,发现筛选合适的小波函数、小波窗口、小波层数建立起来的Wavelet-ANFIS模型能较准确实现估算0cm土壤温度的目的.验证表明,估算结果与气象站点实测0cm土壤温度绝对误差在2K以下,相关系数0.98以上.考虑到原始MODIS LST误差在0～2K之间,该方法可以获取较为理想的0cm土壤温度,为冻土模型提供准确的上边界输入.
【关键词】小波分析；自适应网络模糊推理系统； MODIS地表温度产品；青藏高原； 0cm土壤温度；

引言：

【引言】在冻土空间分布研究中，冻土学家相继建立了各种基于经验统计或者物理过程的冻土分布模型，借助有限的观测资料模拟多年冻土分布．例如，吴青柏等在青藏高原应用了多年冻土顶板温度模型；王之夏利用多年冻土顶板温度模型和地面冻结数模型分别进行了青藏高原多年冻土模型和评价，其特点是结合了遥感数据．南卓铜等对地面冻结数模型进行重新推导，使地面冻结数模型意义更明确．这些冻土分布模型都需要０ｃｍ土壤温度作为模型的上边界条件，且也可以与一些陆面过程的温度输出相互验证．

作者：

黄培培

作者单位：

中国科学院寒区旱区环境与工程研究所；中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室