以青藏高原開(kāi)展的L波段地基微波輻射（ELBARA-Ⅲ型）綜合觀(guān)測(cè)試驗(yàn)為依據(jù),基于τ-ω輻射傳輸模型評(píng)估了Wang-Schmugge、Mironov、Dobson和Four-Phase 4種土壤介電模型對(duì)L波段微波亮溫模擬及土壤濕度反演的影響。結(jié)果表明:相同植被和粗糙度參數(shù)化方案條件下,4種土壤介電模型對(duì)微波亮溫模擬存在明顯差異,當(dāng)土壤濕度小于0.23 m³·m^-3時(shí),Wang-Schmugge模型與其他3種土壤介電模型微波亮溫模擬結(jié)果差異最為顯著,水平和垂直極化微波亮溫模擬最大差值可達(dá)8.0 K和4.4 K;當(dāng)模擬土壤濕度大于0.23 m³·m^-3時(shí),Four-phase模型模擬的微波亮溫顯著高于其他3種土壤介電模型模擬結(jié)果;當(dāng)土壤濕度飽和時(shí),4種土壤介電模型間水平和垂直極化微波亮溫模擬最大差值約為6.1 K和4.8 K,且4種土壤介電模型對(duì)水平極化微波亮溫模擬的差異比垂直極化模擬的差異更為顯著。而基于4種介電模型的土壤濕度反演對(duì)比試驗(yàn)表明,水平極化條件下基于Wang-Schmugge模型反演土壤濕... 

【文章來(lái)源】：遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2020,35(01)北大核心

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地表被動(dòng)微波遙感綜合觀(guān)測(cè)試驗(yàn)概況

圖2(a）和（b）是模擬情形(1)時(shí)所獲得的介電常數(shù)實(shí)部和虛部變化特征，結(jié)果顯示，在土壤極干的條件下Dobson模型模擬的土壤介電常數(shù)實(shí)部和虛部均小于其他3種模型；當(dāng)土壤水分達(dá)到飽和時(shí)Mironov模型模擬的介電常數(shù)實(shí)部和虛部均大于其他3種土壤介電模型模擬結(jié)果。在確定的植被和粗糙度參數(shù)化方案條件下，無(wú)論哪種介電模型，介電常數(shù)的實(shí)部和虛部都隨土壤濕度增加而迅速增大，且實(shí)部變化量較虛部變化更明顯。同時(shí)，隨著土壤濕度的增大各土壤介電模型模擬的介電常數(shù)結(jié)果出現(xiàn)明顯差異，其中，當(dāng)土壤濕度飽和時(shí)（等于0.50 m3·m-3）時(shí)Mironov模型和Four-phase模型模擬的實(shí)部差值最大為4.9，此時(shí)，Mironov和Dobson模型模擬結(jié)果的虛部差值最大為2.6。為了進(jìn)一步分析各土壤介電模型隨土壤濕度變化的差異對(duì)微波亮溫模擬的影響，首先，選取通過(guò)“樣方法”3次實(shí)地測(cè)量的LAI平均值（LAI=5.4 m2·m-2）為植被參數(shù)化方案輸入?yún)?shù)，并在條件(1)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展雙極化微波亮溫的模擬，評(píng)估土壤介電模型的差異對(duì)微波亮溫模擬造成的影響。如圖3所示，在相同土壤濕度條件下，不同的土壤介電模型條件下模擬的微波亮溫結(jié)果存在明顯差異，當(dāng)土壤濕度介于0.03～0.23 m3·m-3時(shí)，WangSchmugge模型的微波亮溫均大于其他3種模型的模擬值，針對(duì)Dobson模型在土壤濕度分別為0.13 m3·m-3和0.14 m3·m-3時(shí)，該模型模擬的水平和垂直極化微波亮溫與Wang-Schmugge模型模擬結(jié)果差值為8.0 K和4.4 K。當(dāng)土壤濕度大于0.23 m3·m-3但未飽和時(shí)，基于Four-phase模型模擬微波亮溫明顯大于其他3種模型，而Mironov模型模擬微波亮溫小于其他3種模型。Four-phase模型和Mironov模型的模擬差異在土壤濕度飽和時(shí)達(dá)到最大，其中水平極化、垂直極化最大差值分別為6.1 K和4.8 K。因此，在青藏高原草地下墊面條件下，不同土壤介電模型所模擬的微波亮溫存在顯著差異，而水平極化微波亮溫模擬較垂直極化對(duì)土壤介電模型間差異的響應(yīng)更為明顯。

溫度也是影響土壤介電常數(shù)的主要因素。圖4(a）和（b）是對(duì)應(yīng)模擬情形(2)獲取的土壤介電常數(shù)實(shí)部與虛部的變化特征。4種介電模型模型的實(shí)部和虛部變化趨勢(shì)基本一致，其中，Mironov模型的實(shí)部和虛部受溫度變化影響較其他3種介電模型更小。當(dāng)溫度為298.0 K時(shí)，Wang-Schmugge模型和Mironov模型實(shí)部差異達(dá)到最大值為1.3，而虛部最大差異則出現(xiàn)在Mironov模型與Dobson模型間，其差值為0.9。依據(jù)土壤濕度和溫度分別對(duì)土壤介電常數(shù)影響的分析結(jié)果表明，土壤濕度變化對(duì)介電常數(shù)的影響遠(yuǎn)大于土壤溫度變化，因此，由土壤溫度引起土壤介電常數(shù)模型間的差異而造成微波亮溫模擬的差異在本研究中不涉及討論。4.2 觀(guān)測(cè)微波亮溫與模擬微波亮溫比較

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：2995336