基于地基微波辐射计数据评估不同土壤介电模型反演土壤湿度的适用性

• 作者: 刘蓉 文军 李振朝 王作亮 王欣 郑东海
• 来源期刊: 遥感技术与应用
• 学科: 工学
• 关键词: L波段 被动微波 微波亮温 土壤介电模型 土壤湿度反演
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 土壤水分专栏
• 页码范围: 97-110
• 页数: 14页
• 分类号: TP721.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11873/j.issn.1004-0323.2020.1.0097

摘要

以青藏高原开展的L波段地基微波辐射(ELBARA-Ⅲ型)综合观测试验为依据,基于τ-ω辐射传输模型评估了Wang-Schmugge、Mironov、Dobson和Four-Phase 4种土壤介电模型对L波段微波亮温模拟及土壤湿度反演的影响.结果 表明:相同植被和粗糙度参数化方案条件下,4种土壤介电模型对微波亮温模拟存在明显差异,当土壤湿度小于0.23 m3·m-3时,Wang-Schmugge模型与其他3种土壤介电模型微波亮温模拟结果差异最为显著,水平和垂直极化微波亮温模拟最大差值可达8.0 K和4.4 K;当模拟土壤湿度大于0.23 m3·m-3时,Four-phase模型模拟的微波亮温显著高于其他3种土壤介电模型模拟结果;当土壤湿度饱和时,4种土壤介电模型间水平和垂直极化微波亮温模拟最大差值约为6.1K和4.8K,且4种土壤介电模型对水平极化微波亮温模拟的差异比垂直极化模拟的差异更为显著.而基于4种介电模型的土壤湿度反演对比试验表明,水平极化条件下基于Wang-Schmugge模型反演土壤湿度,较其他参数化方案,能有效减轻反演土壤湿度对观测土壤湿度的低估,Mironov模型减轻了垂直极化条件下反演土壤湿度对观测值的高估程度.在现有τ-ω模型参数化方案的基础上,总结了4种土壤介电模型在青藏高原典型草地下垫面的适用性,将为星载L波段辐射计青藏高原土壤湿度反演应用提供客观的土壤介电模型方案选取依据.