利用星載散射計反演土壤水分

1、利用星載散射計反演地表土壤水分利用星載散射計反演地表土壤水分作者：萬幼川作者：萬幼川 陳晶陳晶 余凡余凡 賈毅賈毅農(nóng)業(yè)工程學(xué)報農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2014,30(3):匯報匯報人：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研究土壤水分？為什么要用微波遙感的方法來研究土壤水分？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網(wǎng)進行觀測，不僅費時費力且觀測點少，代表性差。 二、微波遙感具有優(yōu)勢：二、微波遙感具有優(yōu)勢：微波遙感不受光照、云霧等天氣條件的影響，具有全天時全天候成像的特點。特別是長波段微波能夠穿透植被，并對土壤具有一定的穿透能力。但是微波信號不

2、僅對土壤水分敏感，也與地表粗糙度和但是微波信號不僅對土壤水分敏感，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要考慮植被散射。是在算土壤散射時要考慮植被散射。一、研究目標一、研究目標二、實驗數(shù)據(jù)二、實驗數(shù)據(jù)三、反演算法三、反演算法四、結(jié)果驗證四、結(jié)果驗證一、研究目標 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對土壤水分進行檢測。 2、算法的確定：以Wolfgang提出的經(jīng)典TU-WIEN算法為基礎(chǔ)，改進其中人為定義經(jīng)驗函數(shù)的描述模型參數(shù)，用新的移動窗口自動生成函數(shù)代替原有經(jīng)驗函數(shù)來反演土壤水分。 3、最終目標：將改進后的算法移

3、植到有迫切實際需要的青藏高原地區(qū)，證實算法的可行性和實用性。二、實驗數(shù)據(jù)遙感數(shù)據(jù)：遙感數(shù)據(jù)：遙感平臺： METOP-A衛(wèi)星（歐洲氣象業(yè)務(wù)衛(wèi)星)傳感器： ASCAT數(shù)據(jù)類型:由EUMETSAT重采樣到從25km格網(wǎng)的L1級產(chǎn)品數(shù)據(jù)(輻射校正產(chǎn)品）時間分辨率：25d空間分辨率： 50km時間序列：2006-now二、實驗數(shù)據(jù)地面數(shù)據(jù)：地面數(shù)據(jù)： 地面實測數(shù)據(jù)來自Tibet-Obs計劃中的瑪曲觀測網(wǎng)。觀測網(wǎng)位于青藏高原瑪曲縣南部，自2008年開始運行。觀測網(wǎng)觀測持續(xù)時間長、數(shù)據(jù)質(zhì)量高。因此本文選取瑪曲觀測網(wǎng)實測數(shù)據(jù)作為衛(wèi)星反演結(jié)果的驗證。研究區(qū)：青藏高原。青藏高原占我國國土面積1/4，對中國、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)實需要。三、反演算法：三、反演算法：1、利用多角度信息計算（一）、Wagner Wolfgang 的TU-WIEN算法：2、考慮季節(jié)性變化的影響：按下列公式計算按下列公式計算（二）、本文采用移動時間窗口的算法（二）、本文采用移動時間窗口的算法：3、土壤水分的反演：土壤水分含量：為了評估衛(wèi)星遙感的反演結(jié)果，將衛(wèi)星反演結(jié)果與地面觀測網(wǎng)站點為了評估衛(wèi)星遙感的反演結(jié)果，將衛(wèi)星反演結(jié)果與地面觀測網(wǎng)站點的實測結(jié)果進行驗證：的實測結(jié)果進行驗證：總體評價：1、經(jīng)過以上實驗和驗證，證明改進后的算法是成功的，具有良好的移植性和反演效果的精確性?？偟膩碚f，本文獻，邏