基于RADARSAT_2全极化数据反演周期性地表土壤湿度_尹楠.pdf

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