| 地基雷达的微波面散射模型对比与土壤水分反演 |
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| 引用本文： | 耿德源,赵天杰,施建成,胡路,徐红新,胡建峰.地基雷达的微波面散射模型对比与土壤水分反演[J].遥感学报,2021,25(4):929-940. |
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| 作者姓名： | 耿德源 赵天杰 施建成 胡路 徐红新 胡建峰 |
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| 作者单位： | 1.中国科学院空天信息创新研究院 遥感科学国家重点实验室, 北京 100101;2.中国科学院大学 资源与环境学院, 北京 100049;3.上海航天电子通讯设备研究所, 上海 201109;4.锡林郭勒盟水文勘测局多伦水文局, 锡林郭勒盟 027300 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金 (编号：41671355)；中国科学院青年创新促进会(编号： 2016061) |
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| 摘 要： | 为了探究地基合成孔径雷达(c GBSAR)后向散射信号的时空变化规律和研究雷达土壤水分反演的影响因素,在内蒙古闪电河流域的昕元牧场站进行了地基雷达观测试验,本文结合以上观测试验的地基雷达数据进行波段、入射角度、极化通道3个雷达参数以及地表粗糙度参数对雷达的后向散射系数影响的分析,然后利用以上分析结果选择地表微波面散射模型,最后利用选定的地表微波面散射模型构建人工神经网络数据集来反演地表土壤水分。结果表明:(1)在地基雷达视场内,各地表微波面散射模型的模拟结果与地基雷达实测的L波段全极化数据拟合效果最佳的是AIEM-Oh模型。(2)通过对20°—60°范围内的雷达入射角度的AIEM-Oh模型后向散射系数模拟的绝对残差分析发现,雷达入射角为25°、41°和53°时模拟结果最接近雷达实测值。(3)最后通过分析土壤水分反演结果发现,当雷达入射角度为41°时的土壤水分反演精度最高,相关系数R是0.8080,RMSE是0.0385 m~3m~3。本文的结论是雷达后向散射信号受到雷达入射角度和地表粗糙度相互作用的影响,因此通过考虑地表粗糙度来合理的选取雷达入射角能够提高土壤水分的反演精度。
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| 关 键 词： | 遥感 地基雷达观测试验 地表微波面散射模型 神经网络 土壤水分 cGBSAR |
| 收稿时间： | 2019/1/6 0:00:00 |
Surface microwave scattering model evaluation and soil moisture retrieval based on ground-based radar data |
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| GENG Deyuan,ZHAO Tianjie,SHI Jiancheng,HU Lu,XU Hongxin,HU Jianfeng.Surface microwave scattering model evaluation and soil moisture retrieval based on ground-based radar data[J].Journal of Remote Sensing,2021,25(4):929-940. |
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| Authors: | GENG Deyuan ZHAO Tianjie SHI Jiancheng HU Lu XU Hongxin HU Jianfeng |
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| Institution: | 1.State Key Laboratory of Remote Sensing Science, Jointly Sponsored by Aerospace Information Research Institute of Chinese Academy of Sciences and Beijing Normal University, Beijing 100101, China;2.College of Resources and Environment,University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;3.Institute of Aerospace Electronic Communication Equipment, Shanghai 201109, China;4.Duolun Hydrology Bureau, Xilin Gol League Hydrographic Survey Bureau, Xilin Gol, Inner Mongolia 027300,China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | remote sensing ground-based radar observation test surface microwave scattering model neural network soil moisture cGBSAR |
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