土壤湿度主被动微波遥感全极化信号数值仿真

项目名称： 土壤湿度主被动微波遥感全极化信号数值仿真

项目编号： No.41171291

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 地理学

项目作者： 徐鹏

作者单位： 武汉大学

项目金额： 51万元

中文摘要： 土壤湿度微波遥感反演精度受控于物理模型及土壤粗糙面模型，高斯相关粗糙面模型的后向散射和发射率结果都低于测量值。实测表明地表是指数相关粗糙面，其一维粗糙面的矩量法数值仿真验证了它的后向散射和发射率远大于高斯相关的，并且常用的AIEM计算指数相关粗糙面不再有效。对于二维指数相关土壤粗糙面的电磁数值仿真，必须取高阶基函数和足够大的样本面积、离散密度，才能保证特别是交叉极化分量和发射率的计算精度。本研究截断粗糙谱的高频分量克服计算收敛困难，发展并行的混合UV-SMCG快速算法，从而大幅度降低计算量和内存。拟在1.26～36.5 GHz范围内，基于严格的Maxwell方程，仿真二维指数相关地表的全极化信号矩量法解。其在L波段的结果，包括交叉极化分量，将应用于我国土壤湿度微波遥感及美国的SMAP计划，以更精确地反演全球土壤湿度；另外，其全极化信号的频率特性将为今后土壤遥测的发展提供理论支撑及技术储备。

中文关键词： 极化主动遥感；电磁散射；随机粗糙面；极化被动遥感；微波发射

英文摘要：

英文关键词： polarimetric active remote sensing；electromagnetic scattering；random rough surface；Polarimetric passive remote sensing；microwave emissivity