Las distribuciones y cambios de la humedad del suelo regional son críticos para la producción agrícola y la modelización ambiental. Actualmente, existen cientos de sensores satelitales con diferentes capacidades de observación de la humedad del suelo. Sin embargo, faltan mecanismos de observación colaborativa de múltiples sensores para mejorar las capacidades de monitoreo de la humedad del suelo regional. En este estudio, se propone un método de Colaboración de Múltiples Sensores basado en un Patrón Espacial y una Ley de Variación Temporal (STMC) para resolver este problema. El primer componente del método STMC deduce la distribución de la humedad del suelo regional y los patrones de variación basándose en la teoría de estabilidad temporal y análisis estadísticos a largo plazo. El segundo componente del método STMC detecta eventos anómalos potenciales de humedad del suelo y activa inmediatamente el sensor de alta resolución espacial con el tiempo de paso más cercano. En la fase de detección, se utilizó un algoritmo de juicio de humedad del suelo anómala (ASMJ) y sensores de alta resolución temporal (el Radiómetro de Escaneo de Microondas Avanzado 2 (AMSR2)). Los experimentos realizados en la provincia de Hubei, China, demostraron que el método STMC propuesto era capaz de identificar con precisión las condiciones anómalas de humedad del suelo causadas por eventos de encharcamiento y sequía. Además, observamos que el método STMC combinaba sinérgicamente las ventajas de diferentes observaciones a largo plazo, sensores de alta temporalidad y alta resolución espacial para fines de monitoreo.