Journal of Range Management

September 2002

Volume 55:474-481

Estimating soil water content in tallgrass prairie using remote sensing

Patrick J. Starks and Thomas J. Jackson
Authors are Soil Scientist, USDA-ARS, Grazinglands Research Laboratory, El Reno, Okla. 73036, and Hydrologist, USDA-ARS, Hydrology Laboratory, Beltsville, Md. 20705.

Resumen

La creciente demanda del suministro de agua disponible necesita que se desarrollen herramientas y técnicas para cuantificar las reservas de agua en el suelo en grandes extensiones como una ayuda en el manejo de los recursos de agua y las cuencas hidrológicas. Los sensores remotos de microondas pueden proveer de medidas del contenido volumétrico de la superficie ( vSL) hasta cerca de 10 cm de profundidad. El objetivo de este estudio fue examinar la factibilidad de inferir el contenido volumétrico de agua del perfil del suelo ( vBL) al combinar las estimaciones de sensores remotos de qvSL, mediciones in situ y técnicas de modelaje. Un modelo simple de las reservas de agua se modifico para estimar qvBL a partir de valores asimilados del qvSL. Se evaluaron cuatro escenarios de modelaje en cuatro sitios de pradera de zacates altos localizados en las regiones central y sur-central de Oklahoma: 1) El modelo sin modificaciones, 2) la asimilación de mediciones de campo del qvSL a intervalos de 2 días, 3) la asimilación de mediciones de campo del qvSL concordantes con las fechas de adquisición de datos de sensores remotos durante el periodo de estudio y 4) la asimilación del qvSL a partir de sensores remotos. El modelo sin modificar (escenario 1) subestimo las mediciones con la raíz de los cuadrados medios de los errores (RCME) entre 0.03 y 0.06 m3m-3 y los errores medios (EM) entre 0.02 y 0.04 m3m-3. El modelo resultante del escenario 2 concordó bien con las mediciones en todos los sitos de estudio (|EM| 0.01 m3m-3, RCME 0.03 m3m-3). Los valores de RCME y EM del escenario 3 fueron comparables con los del escenario 2. Las simulaciones del escenario 4 concordaron bien con los datos obtenidos en dos sitios de estudio (0.00 m3m-3 ME 0.02 m3m-3, RCME 0.03 m3m-3) pero subestimaron las mediciones en el resto de los sitios, en un caso por tanto como 0.15 m3m-3. La subestimación se debió en gran parte a que los valores del qvSL de los sensores remotos eran inexactos. Estos resultados preliminares sugieren que es posible inferir el qvSL en las praderas de pastos altos mediante la combinación de estimaciones del qvSL obtenidas a partir de sensores remotos, mediciones de campo en el sitio y modelaje y que los datos de sensores remotos estimaron correctamente las condiciones de la superficie.
Key Words: hydrology, microwave, water budget
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