本发明公开了一种基于多源遥感卫星融合数据的地表土壤水分降尺度方法，特别适用于多云雨地区，包括：收集并整理被动微波土壤水分数据集、LST和NDVI数据集以及DEM数据；利用NDVI和DEM数据集作为辅助数据，对受云雨影响导致像元缺失严重的LST影像进行空间插值，得到接近研究区全覆盖的逐日地表温度LST数据集；利用地理加权回归模型构建微波土壤水分和光学遥感LST、NDVI之间的数学关系模型，并利用该模型，获得高空间分辨率的地表土壤水分数据集。本发明有效提升了降尺度结果的可靠性和降尺度在大范围研究区内的普适性，改善了在多云雨地区对土壤水分含量进行大范围空间制图与监测的精度和效率。