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中国生态农业学报 2011年第5期19卷 1162-1167页

作者：郭英沈彦俊赵超中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心石家庄050022 河北省气象科学研究所石家庄050021

土壤水分是农作物生长和旱情监测的重要参数。微波遥感具有全天时、全天候、高穿透性和对水分敏感的特点,主被动微波遥感的结合能够发挥各自优势,实现区域尺度土壤水分的连续监测,与单纯使用被动微波遥感相比,能够提高空间分辨率。本研... 详细信息

土壤水分是农作物生长和旱情监测的重要参数。微波遥感具有全天时、全天候、高穿透性和对水分敏感的特点,主被动微波遥感的结合能够发挥各自优势,实现区域尺度土壤水分的连续监测,与单纯使用被动微波遥感相比,能够提高空间分辨率。本研究基于TRMM卫星搭载的微波成像仪TMI和降雨雷达PR的特点,利用粗糙地表的微波辐射传输模型AIEM模型、参数化模型Qp模型和植被覆盖地表的辐射传输模型ω-τ模型,建立了基于被动微波遥感的土壤水分反演模型,并利用简单散射模型(SSM)和几何光学模型(GOM),将被动微波与主动微波相联系,建立了主被动微波遥感相结合的土壤水分变化反演算法,对2008年1-4月期间30°-38°N、110°-120°E范围内农田覆盖区的土壤水分变化进行了反演。并选取江苏省连云港南部农区中心经纬度为34.45°N、119.25°E的降雨雷达0.05°×0.05°的网格,对该网格2008年1月2日-4月30日土壤水分逐日变化量的反演值和相应网格的降水逐日变化量进行了对比,两者具有很好的响应关系。

关键词：主被动微波遥感微波成像仪降雨雷达农区土壤水分 Qp模型 ω-τ模型

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月球表面微波主被动遥感的建模模拟与反演

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遥感技术与应用 2007年第2期22卷 129-134,I0002页

作者：金亚秋法文哲徐丰复旦大学波散射与遥感信息教育部重点实验室上海200433

探测月球和其它外星球是我国空间遥感与深空探测的又一轮新课题。研究地球遥感中星载被动遥感辐射计、主动遥感高分辨率合成孔径雷达等如何应用于月球和其它外星球的探测是一项十分有意义的工作。了解月球表层的月壤与月岩的物质状态及... 详细信息

探测月球和其它外星球是我国空间遥感与深空探测的又一轮新课题。研究地球遥感中星载被动遥感辐射计、主动遥感高分辨率合成孔径雷达等如何应用于月球和其它外星球的探测是一项十分有意义的工作。了解月球表层的月壤与月岩的物质状态及其分布,对于月球资源的科学认识、以及未来月球探测、登月与月球开发,以及其它外星球探测均具有十分重要的意义。先讨论微波被动遥感月球表面辐射的模拟和由微波辐射反演月壤厚度。由月球表面数字高程和月壤厚度实测点数据建立月球表面高度与月壤厚度的一种对应关系,构造整个月球表面月壤厚度的试验性分布。根据克莱门汀的紫外可见光光学数据,计算整个月球表面月壤中FeO+TiO2含量分布,给出整个月球表面月壤介电常数分布。由月球表层温度的观测结果以及月壤的导热特性,给出月尘层与月壤层温度随纬度分布的经验公式。在这些条件基础上,建立月尘、月壤、月岩3层微波热辐射模型。由起伏逸散定理,模拟计算月壤低耗散介质层多通道辐射亮度温度。以此辐射亮度温度模拟加随机噪声为理论观测值,按3层模型提出月壤层厚度反演方法。由于高频通道穿透深度小,由高频通道的辐射亮度温度按照两层月尘—月壤微波热辐射模型反演月尘层与月壤层的物理温度。并以此为已知参数,由穿透深度较大的低频通道的辐射亮度温度反演月壤层厚度,对于反演的相对误差也进行了讨论。在研究微波主动遥感方面,提出低空飞行全极化L波段雷达窄脉冲探测月壤层厚与层结构的建议。此时采用一层具有上下随机粗糙界面的有耗介质层月壤层模型,在下垫月岩粗糙界面上有一层随机分布的碎石散射体。推导了包含面散射、体散射,以及面体相互作用7种散射机制的全极化脉冲波Mueller矩阵解。以月壤特征参数(月壤层厚、FeO+TiO2金属含量、介电常数,界面粗糙度、碎石分布等)为函数,用时域Mueller矩阵解数值模拟来验证方法可行性。L波段窄脉冲极化回波波形能用于反演或估算月壤厚度与分层结构。

关键词：月球月壤主被动微波遥感模拟反演

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基于微波遥感的土壤水分反演估算研究进展

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土壤学报 2024年第1期61卷 16-28页

作者：郑曼迪刘忠许昭辉李剑辉孙君龄中国农业大学土地科学与技术学院北京100193 农业农村部华北耕地保育重点实验室北京100193

土壤水分是地表和大气水热过程交换的重要纽带,对于农业生产、生态规划、水资源管理等具有十分重要的意义。微波遥感具有基本不受天气条件影响,具有较好探测植被覆盖下的土壤信息和土壤水分变化趋势等优势,成为目前遥感精确反演土壤水... 详细信息

土壤水分是地表和大气水热过程交换的重要纽带,对于农业生产、生态规划、水资源管理等具有十分重要的意义。微波遥感具有基本不受天气条件影响,具有较好探测植被覆盖下的土壤信息和土壤水分变化趋势等优势,成为目前遥感精确反演土壤水分的热点。本文整理了现有全球尺度的基于微波遥感的土壤水分产品;分析比较了土壤水分反演中主动微波遥感、被动微波遥感、主被动微波协同技术的原理、特点、适用范围和关键技术进展:主动微波遥感和被动微波遥感的优势分别在于高空间分辨率和高时间分辨率,高空间分辨率可以很好捕捉地表细微的空间信息特征,但囿于土壤水分与后向散射系数之间的复杂关系,特别是植被、地表粗糙度等对雷达后向散射系数的干扰,使得反演土壤水分的精度不高,因而根据现实情况选取不同散射模型以及利用多源数据协同是目前改善精度的研究热点。而高时间分辨率可以实现全球及大尺度下的土壤水分监测,但是很难满足小尺度或者小区域范围的实际研究需求,为了能使实测数据在空间上得以较好匹配,提出多种降尺度方法。结合以上两种微波遥感方式的优劣,依托更为丰富的数据源、相对成熟的观测技术来对两者进行融合以提取更多的水分信息,以提升反演精度或者获得长时间序列数据。在目前的方法中,土壤水分反演在小尺度下表现出良好的性能,但在全球尺度上会出现数据缺失、适用性不强、反演精度不高以及反演过程过于复杂等诸多问题,可以借助多种观测方式(多极化、多角度、多波段)、多时相重复观测、在原有模型上引入新的算法以及数据同化等方面着手进行改进,同时全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)中长期稳定、高时空分辨率的L波段微波信号在陆面遥感领域的快速发展也为我国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)的发展提供了借鉴,展现出在土壤水分反演方面的巨大潜力。

关键词：主被动微波遥感散射方式降尺度 GNSS-R

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土壤湿度主被动降尺度仿真反演分析

土壤湿度主被动降尺度仿真反演分析

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第四届高分辨率对地观测学术年会

作者：刘淑波吕爱玲李一楠杨斌利中国航天科技集团第五研究院西安分院

高空间分辨率和高精度的土壤湿度测量信息对于气候气象现象研究与预报、农业生产管理、防灾减灾和环境保护有着重要的作用。结合主动测量高分辨率和被动测量高精度的特点,主被动降尺度反演成为生成高分辨率、高精度土壤湿度产品的重要... 详细信息

高空间分辨率和高精度的土壤湿度测量信息对于气候气象现象研究与预报、农业生产管理、防灾减灾和环境保护有着重要的作用。结合主动测量高分辨率和被动测量高精度的特点,主被动降尺度反演成为生成高分辨率、高精度土壤湿度产品的重要手段。降尺度算法中一些参数的近似估算会给降尺度后的亮温数据带来一定误差,进而影响土壤湿度反演精度。本文利用发展的主被动土壤湿度降尺度算法仿真模拟土壤湿度的反演,旨在分析降尺度算法本身参数近似引入的亮温误差大小,研究影响降尺度土壤湿度反演精度的因素。研究结果表明算法本身导致的降尺度亮温误差大小受辐射计、散射计空间分辨率和所降尺度大小的影响,指出当辐射计空间分辨率给定,散射计空间分辨率越高、所降尺度越大时,降尺度土壤湿度反演精度越高。该研究还分析了其他因素对反演精度的影响,结果表明植被水含量和土壤湿度的大小是影响反演精度的主要因素。该研究可为星载主被动土壤湿度探测载荷的设计提供参考,指导指标优化设计。

关键词：主被动微波遥感土壤湿度降尺度空间分辨率

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