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基于RADARSAT_2全极化数据反演周期性地表土壤湿度_尹楠.pdf

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第 29 卷 第 17 期 农 业 工 程 学 报 Vol.29 No.17 2013 年 9 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Sep. 2013 72 基于 RADARSAT-2 全极化数据反演周期性地表土壤湿度 1,2 1 1 1 尹 楠 ,姜琦刚 ,孟治国 ,李远华 (1. 吉林大学地球探测科学与技术学院,长春 130026 ; 2. 吉林建筑大学测绘与勘查工程学院,长春 130118 ) 摘 要:土壤湿度是农作物估产和旱情监测的关键参量。目前常用的土壤湿度反演模型都建立在随机粗糙地表条 件下,对周期性垄行结构的土壤并不适用。基于 RADARSAT-2 全极化数据和野外实测数据,分析了交叉极化(vh ) 后向散射系数对垄行方位角无明显响应;同极化(hh ,vv )对方位角的响应为余弦函数,但在方位角为 90º±2º 位 置易出现偏离曲线的异常高亮度值。通过雷达影像上采样点的实测值和 Oh 模型推算的理论值,拟合得到周期性 地表和随机地表之间的误差函数,进而对同极化影像进行纠正。纠正后的同极化比(p )去除了方位角和异常值的 影响,交叉极化比(q )受到异常值的影响。通过Oh 模型中的p 和 vh 对研究区的地表参数进行反演,17 个检验 3 3 点的验证结果表明,预测的土壤湿度平均相对误差为 11.13%,标准差为 0.0256 cm /cm ;预测的均方根高度平均 相对误差为 13%,标准差为 0.1315 cm 。结果与随机粗糙地表土壤湿度和均方根高度的反演精度相当,证明了该模 型的有效性。 关键词:土壤湿度,模型,雷达图像,周期性地表,RADARSAT-2 doi :10.3969/j.issn.1002-6819.2013.17.010 中图分类号:P208 文献标志码:A 文章编号:1002-6819(2013)-17-0072-08 尹 楠,姜琦刚,孟治国,等. 基于 RADARSAT-2 全极化数据反演周期性地表土壤湿度 [J]. 农业工程学报,2013, 29(17):72-79. Yin Nan, Jiang Qigang, Meng Zhiguo, et al. Use of fully polarimetric RADARSAT-2 data to retrieve soil moisture of periodic surfaces[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(17): 72 -79. (in Chinese with English abstract) 的要求,利用多时相、多频率、多角度、多极化数 0 引 言 据可去除粗糙度对后向散射系数的影响,提高土壤 土壤湿度是水文学、生态学、气象学等领域研 湿度的反演精度[11] 。 究的重要内容[1-2] ,土壤水分也影响着农作物表面 王 军 战 等 [12] 利 用 多 极 化 多 角 度 ASAR 温度和蒸散量,是农作物估产和旱情监测的关键参
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