微波散射測量及土壤水分反演研究.pdf

1、水不僅是地球系統(tǒng)中生命存在的基礎，也是地球物質(zhì)和能量交換的重要載體。雖然全球水資源中土壤水分在所占的比例很小，儲存在土壤間隙中的水分僅占全球水資源的0.005％，但它是水文和氣候模型的重要邊界參數(shù)條件。土壤水直接影響著地球表層與大氣圈之間的熱交換以及水分交換，進而對氣候變化產(chǎn)生重要的影響。 土壤水分是研究植被水分脅迫、進行旱情監(jiān)測、農(nóng)作物估產(chǎn)等的一個重要指標。所以，大面積監(jiān)測土壤水分在水文、氣象和農(nóng)業(yè)科學領域具有較大的意義，因此

2、研究土壤水分的動態(tài)變化特性是國內(nèi)外研究的一個重要課題之一。 微波遙感具有全天時、全天候的觀測優(yōu)點，并且對地表有一定的穿透能力，能彌補光學和紅外遙感方式在土壤水分監(jiān)測應用中的不足，為土壤水分監(jiān)測提供了新的方法和途徑，在土壤水分的研究中得到了很高的重視。主動微波遙感觀測的后向散射系數(shù)與地表介電常數(shù)關系密切，為土壤水分的反演研究提供了可能性。經(jīng)多年的發(fā)展，利用主動微波數(shù)據(jù)對土壤水分的研究雖然已經(jīng)取得了長足進步，但目前仍然局限于在裸露土

3、壤取得較好的結果。 微波散射計是主動微波遙感器，主要用于精確測量地物微波后向散射能量，從而識別被測物體的種類，并推斷其不同性質(zhì)及其變化規(guī)律，散射計對觀測海洋的后向散射截面尤為有效。Kennett等人利用海洋衛(wèi)星上的散射計數(shù)據(jù)對全球地表覆蓋進行了研究，證實了散射計數(shù)據(jù)在全球陸地應用中的潛力。 隨著新型的星載主動微波遙感傳感器不斷應用，主動微波遙感觀測正向多波段，多角度，多極化觀測方向發(fā)展。但相對于比較成熟的光學和紅外遙感技

4、術，主動微波遙感中的多波段，多角度，多極化信息一直沒有得到有效利用。而且我國目前還沒有用于農(nóng)業(yè)和環(huán)境有效監(jiān)測土壤水分的主動微波衛(wèi)星，本文正是在這樣的背景下進行選題--基于陸基微波散射計探索主動微波遙感中包含的多波段，多角度，多極化信息在土壤水分研究中的應用，利用X、C、S、L四個波段的陸基散射計測量數(shù)據(jù)，并把工作重點放在C和S兩個波段的反演研究上，通過分析裸土的后向散射系數(shù)特征，從而建立適合的正向散射模型和反演模型，為我國即將發(fā)射的HJ