基于主動微波遙感的典型黑土區土壤水分反演

張新樂，秦樂樂，鄭興明，謝雅慧，潘 越，邱政超，劉煥軍,

（1.東北農業大學資源與環境學院，哈爾濱 150030；2.中國科學院東北地理與農業生態研究所，長春 130012）

土壤水分是建立流域水文模型、監測農作物生長及農業災害的重要因子[1]。傳統土壤水分測量方式費時費力，無法滿足大范圍空間需求[2]。微波等遙感技術的興起，為土壤水分監測提供新方法。微波不受光照、云、霧等影響，可穿透土壤、植被[3]。在裸土區，影響微波后向散射系數強度主要因子有土壤水分、粗糙度參數及雷達系統參數等，國內外學者已構建多種模型反演土壤粗糙度和土壤水分[4-5]。

目前利用微波遙感反演土壤含水量模型主要有經驗模型（Oh模型、Dubois模型）、半經驗模型（Shi模型]）和理論模型（幾何光學模型、物理光學模型、小擾動模型、IEM模型和AIEM模型）。在實際應用中，由于理論模型過于復雜，無法直接應用于土壤水分測算，常采用簡單經驗和半經驗模型作土壤水分反演，模型使用雷達系統參數和實地測量數據，精度較高[6]。Shi模型僅適用于L波段，Dubois模型對ks＞2.5粗糙地表散射系數模擬值與實際觀測值不符。同前兩種模型相比，Oh模型在其適用范圍內，可模擬裸露地表后向散射系數，模擬值和地表實測值結果一致。Merzouki等采用C波段Radarsat-2數據評價Oh模型適用性，結果發現選擇交叉極化時土壤水分反演效果最好[5]。蔣金豹等采用AIEM模型和Oh模型分別計算同極化后向散射系數和交叉極化后向散射系數，建立后向散射系數與土壤粗糙度關系，利用BP神經網絡算法計算裸土區土壤水分含量，反演精度較高[7]。……