تعداد محدودی از ایستگاه‌های هواشناسی کشاورزی در کشور به اندازه‌گیری رطوبت سطح خاک می‌پردازند همچنین ممکن است در مناطق فاقد ایستگاه نیاز اساسی به اطلاعات رطوبت سطح خاک باشد. هدف پژوهش حاضر، استفاده از داده‌های ماهواره لندست 8 جهت برآورد رطوبت سطح خاک در منطقه فاقد ایستگاه هواشناسی کشاورزی است. رطوبت وزنی 14 نمونه خاک در فصل سرد از عمق صفر تا 10 سانتی‌متری همزمان با عبور لندست 8 از مراتع طبیعی فقیر شمال شهر سبزوار محاسبه گردید. براساس تحلیل مؤلفه اصلی، چهار مؤلفه اول از هفت شاخص پوشش گیاهی و بیو- فیزیکی مؤثر بر رطوبت سطح خاک از داده‌های لندست 8 استخراج شد. سپس رطوبت سطح خاک در لحظه عبور ماهواره با استفاده از چهار مؤلفه اول با روش‌های رگرسیون خطی چند متغیره و شبکه عصبی برآورد شد. نتایج برآورد رطوبت لحظه‌ای سطح خاک نشان داد که متوسط درصد خطای مطلق با روش شبکه عصبی 30 درصد خطا و در روش رگرسیون کلاسیک با 40 درصد خطا همراه بود. نتایج تحقیق در دوره مورد مطالعه نشان می‌دهد که مدل کردن رطوبت لحظه‌ای خاک با استفاده از اندازه‌گیری‌های زمینی و داده‌های ماهواره لندست 8 در مناطق فاقد ایستگاه هواشناسی کشاورزی قابل انجام است.
