人工智能驱动的土壤水分数据时空序列重建研究

土壤水分能够直接影响植被蒸腾及光合作用，开展土壤水分监测对于农作物长势分析与产量估算具有重要意义。卫星微波遥感技术是获取全球尺度、连续时间序列的陆地表层土壤水分数据的重要手段，但是当前卫星土壤水分数据难以满足农业生产领域的监测应用与研究分析需求。本书利用人工智能算法在多维数据非线性特征映射中的优势，发展高分辨率高精度土壤水分重构模型，研制可靠的高时空分辨率土壤水分数据，解决遥感土壤水分数据时空分辨率低、区域尺度适用性差等问题。这不仅对于提高星载微波土壤水分数据的质量和精度，推进土壤水分数据重建算法的构建具有重要的参考价值，而且对于农田旱涝预警及作物估产研究、全球生态系统演替及水循环研究也具有重要的科学意义。本书主要面向高等院校和科研院所地球科学相关专业的师生与科研人员。通过阅读本书，读者可以认识高分辨率高精度土壤水分数据获取的复杂性和重要性，并在此基础上获得新的知识，发现新的问题。

第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究进展
1.3 相关研究中存在的主要问题
1.4 研究内容与技术路线
第2章 多源数据融合遥感土壤水分数据时空序列重建技术方法
2.1 卫星遥感土壤水分数据质量评价指标
2.2 基于皮尔逊相关系数与显著性检验的时空序列重建因子选择
2.3 重建因子空间滤波补全与时间序列平滑
2.4 基于多源数据融合的机器学习时空序列重建算法
2.5 本章小结
第3章 全球典型区遥感土壤水分产品验证分析研究
3.1 全球典型区土壤水分监测网络
3.2 全球典型区遥感土壤水分产品比较
3.3 全球典型区遥感土壤水分产品时间序列验证分析
3.4 本章小结
第4章 遥感土壤水分数据时空序列重建因子选择研究
4.1 解释变量体系建立的理论依据
4.2 皮尔逊相关系数与显著性检验
4.3 本章小结
第5章 遥感土壤水分产品时间序列重建及精度评价
5.1 土壤水分重建值综合验证
5.2 土壤水分空间重建结果
5.3 本章小结
第6章 多源数据融合的遥感土壤水分产品空间降尺度及精度评价
6.1 降尺度流程
6.2 多源数据融合的卫星土壤水分产品空间降尺度结果
6.3 土壤水分降尺度数据综合评价
6.4 误差来源与分析
6.5 本章小结
第7章 亚洲及欧洲、非洲部分地区土壤水分降尺度重建
7.1 基于RF算法的土壤水分降尺度重建
7.2 土壤水分降尺度产品评价验证与分析
7.3 土壤水分降尺度产品时空分布特征
7.4 本章小结
第8章 风云卫星土壤水分数据真实性验证分析研究
8.1 风云卫星系列土壤水分产品
8.2 站点实测数据
8.3 真实性验证分析方法
8.4 结论
8.5 本章小结
第9章 卫星土壤水分数据插补重建方法研究——以美国俄克拉何马州区域为例
9.1 ECV土壤水分数据
9.2 插补重建方法
9.3 土壤水分重构技术流程
9.4 特征空间三角形与RF重建结果分析
9.5 本章小结
第10章 决策树驱动的土壤水分降尺度方法研究——以法国南部区域为例
10.1 ECV、SMAP数据原始精度
10.2 研究区与数据源
10.3 降尺度模型构建
10.4 结果分析
10.5 本章小结
第11章 讨论与结论
11.1 讨论
11.2 结论
11.3 创新点
11.4 展望
参考文献