
遙感監測土壤水分的方法之微波遙感法
遙感技術(shù)是后期土壤水分監測中的必備技術(shù),土壤水分測試儀器進(jìn)行監測只是土壤水分監測的一種,遙感監測土壤水分主要有作物缺水指數、熱慣量、距平植被指數、微波遙感、熱紅外等方法。下面我們主要了解遙感監測中的微波遙感法。
主動(dòng)微波法和被動(dòng)微波法是微波遙感監測干旱的主要兩種方式。對于被動(dòng)微波法,在植被覆蓋區,微波輻射測量土壤濕度的有效采樣深度約為2~5 cm,且選擇較長(cháng)波長(cháng)更具優(yōu)越性;對于主動(dòng)微波法,以應用X波段側視雷達為主,方法主要是后向散射系數法。因為土壤含水量多少直接影響土壤的介電特性,使雷達回波對土壤濕度極為敏感。對雷達發(fā)出的微波信號,不同介電常數的物體,回波信號不同;即不同含水量土壤的微波后向散射系數不同,通過(guò)建立二者的關(guān)系,可達到監測旱情的目的。此外,若用土壤相對濕度表示土壤水分含量與散射系數的關(guān)系,可以避免土壤類(lèi)型差異對散射系數的影響。
大概在70年代開(kāi)始,國外就已經(jīng)在利用微波遙感研究土壤水分,80年代美國在執行“農業(yè)和資源航天遙感調查”計劃中,對微波遙感土壤水分作了較系統的研究。國內李杏朝(1996)〔23〕于1994年10月22日根據微波后向散射系數法,用X波段散射計測量土壤后向散射系數,與同步獲取的X波段、HH極化的機載SAR圖像一起,進(jìn)行了一次用微波遙感監測土壤水分的試驗,監測相對誤差率僅12%;田國良等(1995)〔24〕利用1987年11月15日在河南省封丘縣取得的X波段機載合成孔徑雷達水平極化(HH)圖像進(jìn)行麥田土壤含水量監測,可分成8個(gè)不同水分等級。
微波遙感土壤水分法與其他方法相比具有一定的優(yōu)勢,精度較高,可實(shí)時(shí)監測,且可以全天24小時(shí)使用,這是監測土壤水分研究人員最希望看到的。既然有優(yōu)勢,那其價(jià)格肯定也是不便宜的,其成本也很高,目前還不能進(jìn)入實(shí)用階段。但隨著(zhù)JERS-1 SAR、EOS-SAR、Radarsat等星載雷達的發(fā)射運行,微波遙感的成本不斷下降,其進(jìn)入實(shí)用階段已為時(shí)不遠了。
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