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1、第24卷第7期地球科学进展Vo.l24No.72009年7月ADVANCESINEARTHSCIENCEJu.l,2009文章编号:10018166(2009)07081007*典型地物后向散射特性的测量与分析*徐春亮,陈彦,贾明权,刘增灿,卢海平,童玲(成都电子科技大学,四川成都610054)摘要:利用S和C波段FMCW制式陆基微波散射计测量了不同极化、不同入射角以及不同方位向和不同时间的典型地物后向散射系数,包括裸土、冻土、草地和玉米等。首先介绍了实验装置和测量方法,根据不同的散射机制,将地物分为以面散射为主和以体散射为主两大类并进行了详细的分析
2、:包括各种地物在不同入射角、不同极化状态和不同时间的散射特性,以及产生这些差异的原因;同时还结合相应的地物散射模型,定量研究了后向散射系数随地表参数的函数关系,反演得到了不同地物的地表参数,并对比实测数据分析了各种影响因素。关键词:陆基散射计;后向散射系数;AIEM;水云模型;微波遥感中图分类号:TP79;P407文献标志码:A的RASAM于19871989年间在瑞典伯恩附近的1引言农场实验基地测量多种农作物的主动微波散射数据地物微波散射特性的研究是微波遥感进行目标及相应的地物生物量参数,对农作物散射特性作了分类、识别和数据判读等图像解译的基础。随着我较为
3、详细的分析。同时,越来越多的学者利用雷达[4,5]国微波遥感应用研究的进展,特别是各种机载和星后向散射测量开展各种地物参数反演的研究。载微波遥感数据源的飞速发展和数据质量的不断提国内的一些单位也跟踪开展了散射理论和测量高,不仅需要定性分析雷达参数(频率、极化、入射的工作,中国电波传播研究所是较早开展这方面工角)和地表参数(如湿度、粗糙度、生物量等)对地物作的单位之一,他们主要采用L波段和X波段极化[6]微波散射特性的影响,更要求定量研究雷达后向散散射计,对大量地物进行了多年的实验研究。为射系数与各种参数之间的复杂函数关系,以及如何了更好地反映地物的散射特性,又研究出了基于
4、矢从各种有效数据源之中提取和反演感兴趣的地物量网络分析仪的多波段极化散射计系统,并于1997参数。年秋季对中国中原地带典型农作物的散射特性进行[7,8]地物目标后向散射特性的测量对于目标微波散了测试,获得了一些定性的结论。中国科学院[9]射机理研究和微波遥感资料的积累及其应用具有十空间中心王丽巍等于2000年利用C波段陆基散分重要的意义。国外在这方面已作了大量的理论和射计测量了干土和湿土的同极化后向散射系数,并[1,2]实验的工作,其中微波遥感应用的奠基人之一利用积分方程模型(IEM)对测量数据进行拟合,初乌拉比(F.T.Ulaby)早在1989年就推出了雷达散步反演了土
5、壤湿度和粗糙度参数,但测量和反演精射测量手册,获得了大量地物的实测后向散射系数。度都不高,而且最后也只是简要分析了散射系数与文献[3]用一条多通道狄克式辐射计和散射计组合地表参数的关系。*收稿日期:20081208;修回日期:20090428.*基金项目:国家重点基础研究发展计划项目陆表生态环境要素主被动遥感协同反演理论与方法!(编号:2007CB714400);中国科学院西部行动计划(二期)项目黑河流域遥感地面观测同步试验与综合模拟平台建设!(编号:KZCX2XB209)资助.作者简介:徐春亮(1983),男,河南开封人,硕士研究生,主要从事微波遥感
6、方面的研究.Emai:lxuchunliang523@163.com*通讯作者:陈彦(1962),女,四川成都人,教授,主要从事微波遥感方面的研究.Emai:lyanchen@uestc.edu.cn第7期徐春亮等:典型地物后向散射特性的测量与分析811我们于2008年3月和7月间应973!项目组之且在室外测量标准金属球的散射,结果与球的理论邀参与了黑河综合遥感联合试验!,主要负责地面散射系数较为一致,确保了散射计的测量精度。散射测量。实验中以车载的方式,分别利用S和C散射计天线角度控制和散射系数测量均通过计波段散射计测量
7、大量黑河地区典型地物的后向散射算机完成,其控制界面如图2所示。下位数控计算系数,包括积裸土、冻土、芦苇和玉米。本文根据该机的启动,然后从主控计算机界面输入测量模式实验中陆基散射计测量系统获取的大量典型地物实(连续、单次、步进扫描、角度范围等,我们每次测量测数据,定性分析了各地物的散射特性,同时结合相从0∀开始,角度步进为1∀,在0~90∀范围内扫描,并应的地物散射模型,定量研究了后向散射系数随地手动改变极化,即HH,VV,HV,VH四种极化方表参数的函数关系。式),下达工作指令,下位数控计算机模块即执行主控计算机命令,控制发射
