광학-마이크로파 깜빡임계 통량 관측을 통한 원격탐사 증산 모델의 시간 척도 매칭 연구

XU Feinan ,  

WANG Weizhen ,  

HUANG Chunlin ,  

WANG Jiemin ,  

FENG Jiaojiao ,  

DONG Leilei ,  

REN Zhiguo ,  

LI Yan ,  

ZHANG Yang ,  

摘要

현재 지표면 온도를 기반으로 한 원격탐사 증산(ET) 모델은 위성 경과 시 획득한 순간 원격탐사 영상으로부터 지표면 온도 등 핵심 매개변수를 역산하여, 감열통량(H), 잠열통량(LE) 및 지표 증산량을 산출하는 데 중점을 두고 있습니다. 모델 결과 검증은 주로 와도상관(EC) 방법 등 관측 수단을 통해 얻은 30분 평균 통량 데이터를 사용하여 두 방법 간 시간 척도의 불일치 문제가 존재합니다. 지난 20년간 개발된 광학-마이크로파 이중파장 빛깜박임 방법은 수백 미터에서 10킬로미터 규모의 H와 LE를 측정할 수 있으며, 지형 기복 등 복잡한 기저면에 적합하고, 1~2분의 짧은 평균 시간만으로도 통계적으로 안정적인 통량 결과를 얻을 수 있습니다. 이 방법은 EC의 장점을 보완하여 원격탐사 ET 모델 및 제품 검증에 중요한 기회를 제공합니다. 본 논문은 중국 북서부 헤허 유역 상류의 고산 초원과 중류의 오아시스 농경지에서 광학-마이크로파 이중파장 깜빡임계(OMS), 와도상관계 및 기상 기울기탑 관측 데이터를 바탕으로 OMS 통량 관측과 원격탐사 ET 모델 결과 간 시간 척도 매칭의 유의한 장점을 탐구하였습니다. 1분, 2분, 5분, 10분, 15분, 30분 등 다양한 평균 시간에 따른 OMS와 EC 통량 데이터 비교 분석 결과, OMS 시스템은 1분의 단기 시간 척도에서도 통계적으로 안정적인 통량 관측값을 얻을 수 있음을 이론적으로 효과적으로 검증하였습니다. 특히 이 시간 척도는 Landsat 등 위성 경과의 단일 영상 스캔 시간과 기본적으로 일치합니다. 상류 고산 초원 지점의 1분 OMS 통량 관측 데이터를 분석한 결과, 기존 위성 영상 검증에 사용되던 30분 내에서 EC 관측 H 및 LE 변동 폭은 보통 10%~30%에 이릅니다. 만약 특정 시점의 1분 통량 관측값만 원격탐사 ET 모델 검증에 사용한다면, 도입되는 불확실성은 유사한 규모가 되며, 대기 불평형 조건에서는 불확실성이 더욱 커집니다. 중류 오아시스 농경지 지점의 OMS와 EC 통량 관측 데이터를 활용하여 이중원 지표 에너지 균형(TSEB) 모델과 Landsat 영상을 기반으로 산출한 순간 H 및 LE를 검증한 결과, TSEB 모델 추정값이 1분 OMS 통량 관측값과 더 높은 일치성을 보였습니다. 이중파장 빛깜박임 방법은 위성 관측 시공간 척도와 일치하는 지상 관측 데이터를 획득할 수 있어, 원격탐사 지표면 온도 데이터를 기반으로 한 ET 모델 및 제품 검증에 효과적인 경로를 제공합니다. 이 기술의 보급 및 적용은 관련 ET 역산 알고리즘의 혁신 발전과 제품 정확도 향상을 강력히 촉진할 것입니다.

关键词

이중파장 빛깜박임 방법; 원격탐사 증산 모델; 헤허 유역; 감열 및 잠열 통량; 시간 척도 매칭

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