[发明专利]一种倾斜森林地区三层S-RVoG散射模型的确定及分析方法

权利要求书

1.一种倾斜森林地区三层S-RVoG散射模型的确定及分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据RVoG模型散射示意图分析RVoG模型相干系数表达式；

步骤二：在RVoG模型基础上，增加树干层散射分量，确定出三层散射模型相干性表达式；

步骤三：根据局部地形坡度的影响，修改垂直结构函数，确定出S-RVoG模型，并对该S-RVoG模型进行分析；

步骤四：在S-RVoG模型基础上，根据树干层散射分量，确定出三层S-RVoG模型，并分析各物理参数对相干性的影响。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一具体为：

所述RVoG模型为两层模型，所述RVoG模型同时包含植被信息和地表信息两部分，上部植被层为具有未知冠层高度h_v且单位体积的散射幅度为的随机方向粒子层；下部为高度为z₀的且具有散射幅度的地表层；对于两层RVoG模型，假设森林冠层直接延伸到地表，即冠层底部对应于地表面，此时相干性表达式为：

其中，k_z是有效垂直波数；φ₀表示与地形有关的相位；z为垂直方向坐标，f(z)是垂直结构函数，所述垂直结构函数由表面散射部分和冠层散射部分构成，即：

式中，矢量是归一化投影矢量，其代表极化方式；f_g(z)和f_v(z)分别表示表面散射和体散射的垂直结构函数；和分别表示表面散射和体散射强度；σ为波消光；θ为雷达入射角；δ(z)表示冲激函数；

将式(1)和式(2)联立，得到RVoG模型相干性表达式式(3)：

其中表示地体幅度比；γ_v为体相干性，其只与植被高度h_v和波消光σ有关，定义如下：

所述地体幅度比除了与地表散射体和体散射体性质有关外，还依赖于极化方式，表达式如下：

由RVoG模型相干性表达式式(3)可知，RVoG模型中与极化相关的变量只有相应的随极化的改变也使得最优复相干随极化变化；RVoG模型建立了观测数据和四个参数的联系，所述四个参数分别是：植被高度h_v，波消光σ，地体幅度比和地相位φ₀。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤二具体为：

将冠层相位中心从地面相位点移开，不考虑树干层散射作用，模型表达式变为：

式中，为矢量共轭转置，φ₁表示冠层相位中心，φ_c＝φ₁-φ₀为由于树干层作用而增加的相位；

增加树干层散射分量，此时极化相干矩阵[T₁₁]和极化干涉矩阵[Ω₁₂]为：

其中，

式中，φ_g、φ_d和φ_v分别表示地表散射、偶次散射和体散射的有效相位中心，T_v，T_d，T_g分别为体散射、偶次散射和表面散射的相干矩阵，h_d表示树干层高度，r_h为冠层因子，物理上定义为树冠层的厚度，取值范围r_h∈[0,1]，定义为表示植被高度平均值，然后将其带入到相干性表达式，可得：

其中，是地体幅度比，是偶次体幅度比。