小麦S波段多层后向散射模型

何 磊，童 玲，陈 彦，李玉霞



小麦S波段多层后向散射模型

何 磊，童 玲，陈 彦，李玉霞

(电子科技大学自动化工程学院 成都 611731)

针对麦穗出现后小麦生长期的微波散射特性，基于矢量辐射传输理论(VRT)，建立了小麦S波段多层后向散射模型。模型把小麦冠层划分为麦穗层、麦秆叶层和土壤层，并基于能量守恒的矢量辐射传输理论，对电磁波强度的反射、吸收和传输进行了分析，采用5项后向散射贡献构成冠层总后向散射。模型的解析首先采用先进积分方程模型(AIEM)对土壤粗糙面的后向散射进行模拟，然后利用消光矩阵和相矩阵分别计算散射能量的衰减和散射方向的变化，最后利用Mueller矩阵获得最终的解析解。该文选用2011年川西实验场测量的小麦S波段散射数据对构建的模型进行验证与分析，模型的模拟值与实测值吻合较好。研究结果表明麦穗出现后对小麦冠层后向散射影响较大，建模时有必要单独考虑麦穗的影响。

后向散射模型; 麦穗; S波段; 矢量辐射传输理论; 小麦

小麦是世界上总产量位列第二位，仅次于玉米的粮食作物。我国去年全年小麦产量12 617万吨，增产3.5%[1]。小麦大尺度的长势动态监测和产量预估都具有重要的现实意义。鉴于微波对低矮植被尺寸的敏感性及后向散射所携带的植被信息对小麦各参数研究的重要性，需要对小麦微波散射机理进行更详尽的研究，从而提高对小麦各个生长阶段监测的有效性。低矮农作物属于非各向同性介质且结构复杂，各组成部分的形状、大小、高低、厚度和朝向等对微波后向散射都有较大的影响，因此会造成散射机理的不同[2]。……