草地约占全球陆地面积的三分之一，是重要陆地生态系统，同时也是牲畜的主要食物来源，对支持世界粮食生产具有重要作用。大部分草地位于半干旱和干旱地区，缺水制约草地植物生长。灌溉成为干旱和半干旱地区维护草地生产力的重要措施。据统计，全球有70%以上的淡水用于灌溉，未来灌溉范围及用水量将大幅扩大和增强，也将进一步加大用水压力，特别在干旱和半干旱区。获取准确的灌溉信息有助于优化水资源配置和管理，从而减缓用水压力，助力可持续发展。由于地面灌溉信号的隐匿性，长期且全面详细的大区域尺度灌溉面积、频次、用水量等信息仍然缺乏且难以获取。遥感技术虽已被证明是提取灌溉信息的有效工具，但对于草地灌溉信息的提取研究相当匮乏。

基于此，我院金鑫教授课题组提出了一种基于高时空分辨率（30 m, 1day）降尺度地表土壤湿度数据，结合Landsat 8/9以及Sentinel 1/2数据的草地灌溉信息提取方法。将其应用于中国西北部德令哈山前平原草地灌溉面积、时间及频次提取。结果表明，提取灌溉草地区域的总体精度为93.43%，Kappa系数为0.91，提取精度较高；提取草地灌溉时间和频次对应的Rec、Prec、F-score平均值分别为82.54%、72.25%、77.03%，大半以上的灌溉事件被正确提取，提取结果整体表现良好。多源遥感数据的综合利用是提取草地灌溉信息的关键。其中，降尺度后的高时空分辨率地表土壤湿度数据，通过提供详细的地表土壤湿度时空动态信息，显示出强大的捕获灌溉事件的能力，从而有效地提高了草地灌溉数据提取的准确性。

图1 2022年灌溉草地提取结果图（a）耕地错分为灌溉草地的区域; （b）、（c）灌溉草地错分为裸地或雨养草地的区域

 图2 各类地物提取精度评价结果图（a）生产者精度、用户精度;（b）错分误差、漏分误差

 图3  P1、P2、P3草地灌溉事件提取精度评价结果图

该项研究成果近期以“Extraction of grassland irrigation information in arid regions based on multi-source remote sensing data”为题发表在水资源领域国际高水平期刊《Agricultural Water Management》（IF=5.9，中科院一区Top），我院2023级博士研究生傅笛为论文第一作者，金鑫教授为论文通讯作者。金鑫教授团队相关系列成果还发表在《Journal of Hydrology》、《Hydrological Processes》等国际高水平期刊上。系列成果得到了国家自然科学基金项目（42161020）、青海省自然科学基金杰出青年基金项目（2023-ZJ-943J）的资助。

论文链接1：https://doi.org/10.1016/j.agwat.2024.109010

论文链接2：https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.130843

论文链接3：https://doi.org/10.1002/hyp.15062