[发明专利]一种多分层土壤介质遥感深度模型的建立方法

摘要

本发明涉及一种多分层土壤介质遥感深度模型的建立方法，包括：考虑一个非均匀的土壤介质，假定其为一个平面分层的N层系统，第0层为自由大气，第N+1层为半无限介质；第N层土壤介质上界面为L‑1，下界面为L，L＝N；假定射线0为第N+1层经过界面L的透射辐射计算该射线0在第N层中经界面L‑1、L反射后透射至第N‑1层中界面L‑1向上的辐射总和以此类推，扩展到N层，求得空气‑土壤界面向上的辐射(含H)，然后令最终求得多计算多分层热发射深度H的公式模型。本发明考虑辐射在土壤层与层之间的反射和透射，能够有效缩小计算结果与实际遥感深度之间误差，为后续分析使用提供数据准确性保障。

主权项

1.一种多分层土壤介质遥感深度模型的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)考虑一个非均匀的土壤介质，假定其为一个平面分层的N层系统，N≥2，并给出如下定义：第0层为自由大气，第N+1层为半无限介质，中间层为土壤、植被土壤或者积雪土壤；第N层土壤介质上界面为L‑1，下界面为L，L＝N，第i层土壤介质的厚度为Δi，i＝1,2,3,···,N；(2)假定射线0为第N+1层经过界面L的透射辐射，其亮度温度记为表示第N层介质中界面L向上的辐射，然后计算射线0在第N层中经界面L‑1、L反射后透射至第N‑1层中界面L‑1向上的辐射总和包括：令为射线0在第N层中经过第j次界面L‑1、L反射后透射至第N‑1层中界面L‑1向上的辐射，j＝1,2,3,···,+∞，则有：式中，KN为第N层的衰减因子，θN为第N层辐射的天顶角，表示辐射在第N层土壤介质中，+表示方向向上的辐射，tL为界面L的透射系数，RL为界面L的反射系数，tL＝1‑RL，其他参数含义以此类推；(3)按上述(2)方案以此类推，向上扩展到N层，则有：式中，为空气‑土壤界面向上的辐射，忽略天空背景辐射时，其为微波辐射计接收到的辐射；又因：当多分层热发射深度H不在层与层的交界面，而在某一层中时，第N层与N+1层辐射有如下关系：式中，T_N+1为第N+1层的平均热力学温度，k_N+1第N+1层的吸收系数，为第N+1层的热发射深度，z_i为界面i的深度；所以：(4)令即微波辐射计的灵敏度，上式变形得：上式即为多分层遥感深度模型，其中，H为最终的多分层热发射深度，前一部分为第N+1层即半无限层的深度，后一部分为第1层到第N层土壤热发射深度之和。