AIEM模型介電特性及對雷達后向散射系數(shù)的響應研究.pdf

1、土壤鹽漬化是指土壤剖面或地下水的鹽分隨毛管水上升到地表，水分蒸發(fā)鹽分在地表聚積的過程。人類活動和自然條件對水鹽共同作用導致土地退化，土壤鹽漬化是其構成主要形式之一。土壤鹽漬化常見于蒸降比高、地下水位高的地區(qū)，已經(jīng)成為限制綠洲農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素。我國尤其是新疆地區(qū)土壤鹽漬化問題突出，限制了綠洲經(jīng)濟的正常發(fā)展，因此，從土壤鹽漬化發(fā)生發(fā)展機理上了解鹽漬化產(chǎn)生的原因及發(fā)展趨勢，就可以從根本上解決土壤鹽漬化問題，從而帶動綠洲經(jīng)濟的發(fā)展。微波遙感可

2、以全天候、全天時的探測地物目標，而且對土壤、植被、冰雪等有一定的穿透能力，可以不受大氣的影響，也不受日夜光照條件的限制的優(yōu)勢，直接獲取近地物的信息，彌補了光學遙感在監(jiān)測土壤鹽漬化方面的不足，為微波遙感監(jiān)測土壤鹽漬化提供理論和實驗基礎。
　　介電常數(shù)是土壤特性中一個重要因子，使用介電常數(shù)來監(jiān)測鹽漬土水鹽含量，并使用遙感手段來反演土壤含鹽量、含水量的工作研究不多。本文基于此，首先選取最優(yōu)的介電模型，分析介電模型中各個參數(shù)與介電常數(shù)的響

3、應關系，并用野外實測介電常數(shù)驗證模型的適用性。其次，在入射角、粗糙度一定的情況下，以實測土壤含鹽量、含水量模擬介電常數(shù)輸入到AIEM模型中，模擬地表的后向散射系數(shù)，并處理四種極化方式下的微波遙感影像，提取特征點的后向散射系數(shù)，分析它們的擬合關系，為干旱區(qū)土壤鹽漬化的微波遙感反演提供理論基礎。
　　研究結果表明：（1）通過介電模型各參數(shù)與介電常數(shù)的響應分析，了解介電常數(shù)與體積含水量、含鹽量、土壤容重等的響應關系：土壤體積含水量與土壤

4、介電常數(shù)實部呈現(xiàn)顯著性響應，擬合度達到99％；介電常數(shù)虛部的大小主要在于含鹽量，體積含水量對于虛部的影響程度小于含鹽量的影響強度。另外，利用野外實測土壤含鹽量、含水量模擬介電常數(shù)與實測土壤介電常數(shù)擬合分析，擬合效果較好，說明修正Dobson介電模型在渭庫綠洲比較適合。
　?。?）基于AIEM模型，建立土壤含鹽量、體積含水量的模型數(shù)據(jù)庫，分析水鹽對后向散射系數(shù)的響應。在一定的含鹽量、入射角和地表粗糙度的情況下，后向散射系數(shù)隨著含水量

5、的增加而增大，顯著性響應。通過進一步分析含鹽量對后向散射系數(shù)的響應，曲線特征相似，含鹽量對后向散射系數(shù)影響較??；在一定體積含水量、入射角和地表粗糙度的情況下，后向散射系數(shù)隨著含鹽量的增加稍有增加，但整體曲線趨于直線，變化不明顯，響應較小。
　?。?）利用AIEM模型，在一定入射角、粗糙度情況下，模擬采樣點的后向散射系數(shù)，并對雷達影像進行處理，提取相應點的后向散射系數(shù)，分析AIEM模型和雷達影像的擬合關系發(fā)現(xiàn)，VV和 HH同極化方式