联合车载微波辐射计测量数据和理论模型的农田辐射特征研究

本课题在微波植被一阶相干散射模型的基础上，首先推导了模型的双站散射形式，然后根据能量守恒定律得到农作物的辐射模型，使用河北保定地区小麦的车载微波辐射计C波段V和H极化的测量数据对模型进行验证。在模型的建立中，重点分析了双站散射相位路径的求解问题。而在野外测量实验中，重点分析了地表粗糙度的测量方法。最后结合车载辐射计实测数据和理论模型模拟，对农田地表辐射建模做了初步的探讨。该课题的研究，促进了微波理论模型的发展，增强了人们对农田地表辐射特征的认识，也为车载微波辐射计数据的应用分析提供了理论依据。

微波理论模型的研究，对于精确的描述地物的散射辐射特征具有非常重要的意义。本项目在Stile1996年提出的一阶相干后向散射模型GIMICS的基础上，首先给出了该模型的双站散射公式，进而根据能量守恒定律计算地物的辐射值。模型的验证数据为2009年和2013年在河北保定地区测量的小麦几何物理参数，及同步获取的多波段车载辐射计测量数据。辐射模型模拟的结果表明，在小麦生长的中期，模拟结果与实测数据可以较好的吻合。而在小麦生长早期，由于受模型空间均匀分布假设的影响，以及在生长后期，麦穗单散射体的计算精度较低，导致了在这两个生长阶段，该模型的模拟结果较差。另外，对于农田地表粗糙度的研究，在项目中给出了该研究的综述和农田裸露地表半经验模型建立的初步方案。在完成了该项目研究内容的基础上，还做了几个方面的补充研究，主要有：基于GIMICS等理论模型和Radarsat-2数据的小麦后向散射特征研究，基于本项目发展的辐射模型的行播及均匀分布小麦的全极化辐射特征研究，基于GIMICS模型和MIMICS模型的小麦双站散射特征研究及在GNSS-R中的应用潜力分析。