[发明专利]一种基于改进Freeman-Durden极化分解模型的土壤水分反演方法

摘要

针对基于微波遥感反演植被区土壤水分仍需要光学数据辅助，难以充分发挥微波遥感全天候观测能力的问题，本发明面向我国自主研制的首颗C波段高分三号雷达卫星，公开了一种基于改进Freeman‑Durden极化分解模型的土壤水分反演方法，不需要借助植被和地表粗糙度参量，即可实现植被区土壤水分高精度反演；该方法包括如下步骤：步骤1)针对高分三号卫星全极化雷达数据，基于改进Freeman‑Durden极化分解模型分解得到表面散射参量β和二面角散射分量α和fd；步骤2)模拟得到表面散射参量βsimu和二面角散射参量αsimu和fdsimu；步骤3)基于代价函数Zs和Zd将分解得到的表面散射和二面角散射参量与模拟参量进行匹配，得到土壤介电常数，并结合Dobson介电常数模型实现土壤水分反演。

主权项

1.一种基于改进Freeman‑Durden极化分解模型的土壤水分反演方法，该方法包括如下步骤：步骤1)基于高分三号全极化雷达影像，利用改进Freeman‑Durden极化分解模型，去除体散射的影响，分解出表面散射分量和二面角散射分量，并计算表面散射中的Bragg散射系数β参数，以及二面角散射中的Fresnel散射系数α参数和二面角散射振幅fd。步骤2)面向高分三号卫星载荷特点分别模拟表面散射中的Bragg散射系数β_simu参数，以及二面角散射中的Fresnel散射系数α_simu参数和二面角散射振幅fd_simu，建立β_simu参数数据库、α_simu参数与fd_simu参数数据库。步骤3)基于代价函数Zs和Zd将分解得到的表面散射中的Bragg散射系数β参数、二面角散射中的Fresnel散射系数α参数和二面角散射振幅fd与数据库中对应的模拟参量进行差值最小化，计算得到各参数对应的土壤介电常数。并结合Dobson介电常数模型将介电常数转换为土壤水分，实现基于高分三号卫星数据的植被覆盖区土壤水分高精度反演。