利用星載散射計(jì)反演土壤水分

1、利用星載散射計(jì)反演地表土壤水分利用星載散射計(jì)反演地表土壤水分作者：萬(wàn)幼川作者：萬(wàn)幼川 陳晶陳晶 余凡余凡 賈毅賈毅農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2014,30(3):匯報(bào)匯報(bào)人：鮮花人：鮮花2015年年6月月15日日為什么要用微波遙感的方法來(lái)研究土壤水分？為什么要用微波遙感的方法來(lái)研究土壤水分？一、傳統(tǒng)方式有缺陷：一、傳統(tǒng)方式有缺陷：傳統(tǒng)的土壤水分信息獲取是利用地面觀測(cè)網(wǎng)進(jìn)行觀測(cè)，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力且觀測(cè)點(diǎn)少，代表性差。 二、微波遙感具有優(yōu)勢(shì)：二、微波遙感具有優(yōu)勢(shì)：微波遙感不受光照、云霧等天氣條件的影響，具有全天時(shí)全天候成像的特點(diǎn)。特別是長(zhǎng)波段微波能夠穿透植被，并對(duì)土壤具有一定的穿透能力。但是微波信號(hào)不

2、僅對(duì)土壤水分敏感，也與地表粗糙度和但是微波信號(hào)不僅對(duì)土壤水分敏感，也與地表粗糙度和植被有關(guān)。這也就植被有關(guān)。這也就是在算土壤散射時(shí)要考慮植被散射。是在算土壤散射時(shí)要考慮植被散射。一、研究目標(biāo)一、研究目標(biāo)二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)三、反演算法三、反演算法四、結(jié)果驗(yàn)證四、結(jié)果驗(yàn)證一、研究目標(biāo) 1、基本方法：利用ERS（歐洲遙感衛(wèi)星）和METOP（歐洲氣象業(yè)務(wù)衛(wèi)星）搭載的的微波散射計(jì)對(duì)土壤水分進(jìn)行檢測(cè)。 2、算法的確定：以Wolfgang提出的經(jīng)典TU-WIEN算法為基礎(chǔ)，改進(jìn)其中人為定義經(jīng)驗(yàn)函數(shù)的描述模型參數(shù)，用新的移動(dòng)窗口自動(dòng)生成函數(shù)代替原有經(jīng)驗(yàn)函數(shù)來(lái)反演土壤水分。 3、最終目標(biāo)：將改進(jìn)后的算法移

3、植到有迫切實(shí)際需要的青藏高原地區(qū)，證實(shí)算法的可行性和實(shí)用性。二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)遙感數(shù)據(jù)：遙感數(shù)據(jù)：遙感平臺(tái)： METOP-A衛(wèi)星（歐洲氣象業(yè)務(wù)衛(wèi)星)傳感器： ASCAT數(shù)據(jù)類(lèi)型:由EUMETSAT重采樣到從25km格網(wǎng)的L1級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)(輻射校正產(chǎn)品）時(shí)間分辨率：25d空間分辨率： 50km時(shí)間序列：2006-now二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)地面數(shù)據(jù)：地面數(shù)據(jù)： 地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自Tibet-Obs計(jì)劃中的瑪曲觀測(cè)網(wǎng)。觀測(cè)網(wǎng)位于青藏高原瑪曲縣南部，自2008年開(kāi)始運(yùn)行。觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)據(jù)質(zhì)量高。因此本文選取瑪曲觀測(cè)網(wǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為衛(wèi)星反演結(jié)果的驗(yàn)證。研究區(qū)：青藏高原。青藏高原占我國(guó)國(guó)土面積1/4，對(duì)中國(guó)、東亞乃

4、至全球的氣候及氣候變化有重要大影響，所以青藏高原土壤水分反演有迫切的現(xiàn)實(shí)需要。三、反演算法：三、反演算法：1、利用多角度信息計(jì)算（一）、Wagner Wolfgang 的TU-WIEN算法：2、考慮季節(jié)性變化的影響：按下列公式計(jì)算按下列公式計(jì)算（二）、本文采用移動(dòng)時(shí)間窗口的算法（二）、本文采用移動(dòng)時(shí)間窗口的算法：3、土壤水分的反演：土壤水分含量：為了評(píng)估衛(wèi)星遙感的反演結(jié)果，將衛(wèi)星反演結(jié)果與地面觀測(cè)網(wǎng)站點(diǎn)為了評(píng)估衛(wèi)星遙感的反演結(jié)果，將衛(wèi)星反演結(jié)果與地面觀測(cè)網(wǎng)站點(diǎn)的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證：的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證：總體評(píng)價(jià)：1、經(jīng)過(guò)以上實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證，證明改進(jìn)后的算法是成功的，具有良好的移植性和反演效果的精確性?？偟膩?lái)說(shuō)，本文獻(xiàn)，邏