O'Neill et al., 1996 主被動微波結(jié)合反演玉米地土壤水分

【本文關(guān)鍵詞】土壤水分，植被散射模型，被動微波骑祟，主動微波
【內(nèi)容簡介】L波段主被動微波結(jié)合反演土壤水分
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植被散射模型

對植被散射體的描述：離散散射隨機介質(zhì)（Discrete Scatter Random Media）+變形Born近似（Distorted Born Approximation）
植被冠層被認為是表征玉米莖稈和葉片的離散散射體的隨機集合晦攒。

原文圖1 四個主要的散射分量

$\sigma_{pq}=\sigma_{pqd}+\sigma_{pqr}+\sigma_{pqdr}+\sigma_{pqs}$

這一模型完全由實測冠層和地表幾何的統(tǒng)計特征驅(qū)動，沒有可調(diào)節(jié)的自由變量端辱。

模型輸入

地面參數(shù)：冠層高度梁剔、冠層水含量虽画、土壤類型、土壤質(zhì)地（沙土荣病、壤土码撰、黏土比例）、土壤密度个盆、RMS粗糙度

冠層參數(shù)：葉片半長軸脖岛、葉片半短軸、葉片厚度颊亮、葉片密度柴梆、葉片重量水含量、葉傾角分布编兄、莖稈直徑轩性、莖稈高度、莖稈密度狠鸳、莖稈重量水含量揣苏、莖稈傾角分布（豎直方向±15°）、冠層厚度

模型輸出

植被透過率 $\gamma$ 件舵，單次散射反照率 $\alpha$

模型驗證

將模型模擬得到的后向散射與雷達實測的進行比較卸察。

土壤水分算法

在L波段，不考慮植被內(nèi)部的散射铅祸，將植被層認為是完全的吸收體坑质，同時忽略大氣效應(yīng)，根據(jù)Ulaby et al. (1982)临梗，有

$T_{B_c}=(1+R_s\gamma)(1-\gamma)(1-\alpha)T_v+(1-R_s)\gamma T_s$

對于低矮植被（草地涡扼、農(nóng)田），可以認為土壤和植被達到熱平衡（Jackson and Schmugge, 1991）盟庞，則有

$T_{B_c}=[(1+R_s\gamma)(1-\gamma)(1-\alpha)+(1-R_s)\gamma] T$

如果進一步認為 $\alpha=0$ 吃沪，則可進一步簡化為

$T_{B_c}=(1-R_s\gamma^2)T$

被動微波輻射計獲取亮溫，熱紅外傳感器/地面觀測/氣象站點獲取實際溫度什猖，再加上植被散射模型得到的 $\gamma$ 和 $\alpha$ 票彪，就可以求解得到土壤反射率 $R_s$ ，繼而可以根據(jù)Fresnel方程（將土壤視為均一的電介質(zhì)）求解介電常數(shù)不狮，然后根據(jù)介電常數(shù)和土壤水分之間的經(jīng)驗關(guān)系反演得到土壤水分降铸。

數(shù)據(jù)

MACHYDRO '90
Washita '92

思考

這篇文章的“主被動結(jié)合”體現(xiàn)在哪里？

主動微波用于植被散射模型的驗證
被動微波用于介電常數(shù)估算和土壤水分反演摇零，其中還結(jié)合使用了地表溫度數(shù)據(jù)

最后編輯于：2019.01.22 16:35:05

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