土壤盐碱化全过程微波特性与早期危害SAR预警

This project focuses on the complex mechanism between electromagnetic wave and soil salinization. Pure microwave test environment will be used to simulate the salinization process from hazard to disaster. The microwave properties of soil salinization during the whole process will be measured to obtain total factor including: 0.8GHz-20GHz, single polarization / dual polarization / full polarization, incident angle, full range, single / double station. Ground based SAR imaging will be simulated. Base on the measuring data, polarization scattering characteristics of “subsoil-surface soil” will be studied. Quantitative contribution of radar system parameters for subsoil salinity information extraction will be analyzed. Dominant scattering mechanisms of subsoil and surface soil salinity information in the radar image will be determined. Combined with multi-source geological data and the theory of geographical statistics, method for soil salinity weak information extraction will be developed. Base on the three-dimensional monitoring information of soil salinization, optimal mode with radar remote sensing will be discussed. Polarization mode. Advice of parameter settings for the salinity hazard mapping can be used to monitor soil salinity “hazard-disaster”. The new idea of radar observation for the prevention and control of soil salinization will be proposed.

本项目以电磁波与盐碱化土壤之间的复杂作用机理为研究对象，利用纯净无干扰的微波测试环境，开展土壤 “盐碱化危害-盐碱化灾害”的全过程模拟，进行土壤盐碱化全过程土壤目标微波特性全要素测量（0.8GHz-20GHz、单极化/双极化/全极化、全入射角、全方位向、单站/双站），以及地基SAR仿真成像。在此基础上，研究“次地表-地表”盐碱化土壤极化散射特征，分析雷达系统参数对次地表盐碱化信息提取的定量化贡献，确定“次地表-地表”弱信息的主导散射机制在雷达图像上的表现，为实现盐碱化土壤次地表信息提取提供科学依据。结合多源地学数据，引入地理统计学的理论，发展土壤盐碱化弱信息的立体监测方法。在土壤盐碱化立体信息评价方法的基础上，对卫星观测模式、极化方式和参数设置进行筛选，探讨盐碱化全过程雷达最优观测方式，明确土壤盐碱化“危害-灾害”的观测方案，提出土壤盐碱化SAR防控的全新观测理念。

土壤是人类赖以生存与生活的基本自然资源之一，它制约着生态环境、社会经济和农业的可持续发展。干旱与半干旱地区的土壤盐碱化现象越来越严重，严重影响了农业与社会经济的发展。本项目以电磁波与盐碱化土壤之间的复杂作用机理为研究对象，利用纯净无干扰的微波测试环境，开展土壤 “盐碱化危害-盐碱化灾害”的全过程模拟，进行土壤盐碱化全过程土壤目标微波特性全要素测量（0.8GHz-20GHz、单极化/双极化/全极化、全入射角、全方位向、单站/双站），以及地基SAR仿真成像。在此基础上，研究“次地表-地表”盐碱化土壤极化散射特征，分析雷达系统参数对次地表盐碱化信息提取的定量化贡献，确定“次地表-地表”弱信息的主导散射机制在雷达图像上的表现，为实现盐碱化土壤次地表信息提取提供科学依据。结合多源地学数据，引入地理统计学的理论，发展土壤盐碱化弱信息的立体监测方法。以全极化/紧致极化雷达影像为主要数据源，结合野外卫星同步实验获得的实测数据，通过极化分解的方法提取了样本点土壤盐分的极化信息，利用 PLS 与 GA-PLS 开展了对环青海湖流域和黄河三角洲地区土壤水分和盐分的反演实验。在土壤盐碱化信息评价方法的基础上，对卫星观测模式、极化方式和参数设置进行筛选，探讨盐碱化全过程雷达最优观测方式，明确土壤盐碱化“危害-灾害”的观测方案，提出土壤盐碱化SAR防控的全新观测理念。