可持续水管理在世界各地的干旱地区日益受到关注，科学家和监管机构正在转向OpenET等遥感工具来帮助跟踪和管理水资源。OpenET 使用 NASA 和 USGS Landsat 以及其他卫星系统生成的公开数据来计算各个田地的蒸散量 (ET)，即通过土壤蒸发和植物蒸腾作用损失到大气中的水量。该工具有可能彻底改变水资源管理，允许对用水进行现场规模的运营监测，一项新研究对各种作物和自然土地覆盖类型的 OpenET 数据的准确性进行了全面分析。

在1 月 15 日发表在《自然水》杂志上的这项研究中，DRI科学家带领一大批研究人员将 OpenET 数据与 152 个地面微气象站(称为涡流协方差通量塔)产生的蒸散数据进行了比较。研究人员发现，OpenET 数据对于评估农业环境中的蒸散量具有很高的准确性，特别是对于小麦、玉米、大豆和水稻等一年生作物。这些作物的 OpenET 结果在加利福尼亚州和西南部等干旱地区特别可靠，支持使用该工具来解决持续的区域水可持续性危机。

该研究的主要作者兼助理John Volk博士表示：“考虑到 OpenET 数据在水资源管理中的使用规模和影响，OpenET 数据的用户面临的最大问题之一是它的准确性如何。” DRI 的研究科学家和软件工程师。“许多团体想知道农业用地的预期错误率是多少，所以这是我们想在本文中解决的主要问题。”

涡流协方差站由用于计算来自地表的痕量气体(如水蒸气)通量的仪器和技术组成。沃尔克说，它们提供了量化地面蒸散量的最佳方法之一，这为研究人员提供了将地面观测结果与卫星提供的观测结果进行比较的机会。每个站的数据都与 OpenET 模型集合进行比较，该集合结合了六个不同的基于 Landsat 的模型以生成平均值以及每个模型的数据。然后，根据土地覆盖类型和气候区对站点进行分组，以评估 OpenET 数据的准确性如何随这些变量变化。

“OpenET 系统的性能水平给我留下了深刻的印象，”Volk 说。“令人惊讶的是，这些模型的表现如此之好，而且它们在农业场地中彼此的一致性如此之好，尤其是在需水量最高的生长旺季。”

对于一年生作物，OpenET 的月度、生长季节和年度蒸散量数据的平均错误率约为 10-20%，这在 OpenET 合作伙伴(如农民和水管理机构)设定的目标范围内。对于地中海气候下生长的一年生作物，在生长旺季的月误差率始终低于 10%，这凸显了该数据的有用性。作者说，果园的准确度变化较大(17%)，这可能与阴影影响较高植被的卫星数据的方式有关。

OpenET 数据还可用于监测自然生态系统中的蒸散量，并且大多数自然土地覆盖类型的误差率在每月到每年的时间步长上每天小于 1 毫米。然而，这些生态系统的蒸散率通常较低，导致这些环境中的相对错误率高于农田，范围从森林的 35% 到灌木丛的 50%。虽然自然生态系统的相对误差较高，但蒸散数据仍然可以作为干旱影响、植被水分胁迫和水资源可用性的指标。

研究合著者贾斯汀说：“蒸散量是最难测量的水文通量之一，想到我们正在以与地面气象站和农业用地仪表数据相当或更好的精度来量化这种来自太空的通量，真是太了不起了。” Huntington博士，DRI 研究教授。“陆地卫星档案与新的 Google Earth Engine 云计算资源的结合使用是关键，我们在不同研究小组之间的合作以及使用多个模型来更好地了解模型的优点和缺点并确定需要改进的领域也很关键。”

未来的研究将集中于自然生态系统以及 OpenET 模型如何在不同的农业需求管理和保护行动(例如科罗拉多河流域正在探索的行动)下进行比较。

该研究指出，尽管所有 OpenET 模型都有改进的空间，但结果表明，在开发全自动遥感技术方面取得了显着进展，该技术可基于 PB 级 Landsat 卫星数据和新数据绘制大空间尺度的蒸散发图，并具有单个字段的分辨率。云计算资源。

“农民和水管理者越来越需要准确的现场用水数据，”环境保护基金气候弹性水系统 OpenET 总监兼高级顾问莫里斯·霍尔 (Maurice Hall) 说。“这项研究有助于证实 OpenET 在提供更精细、动态的用水情况方面发挥的重要作用，可以为实时用水决策提供有意义的信息。我们期待继续完善和扩大 OpenET 的实施，以确保农民、牧场主和社区能够在水供应压力很大且变化无常的世界中蓬勃发展。”