基于陆基散射实验的冬小麦微波散射机理与建模研究

本课题以冬小麦为研究对象，以陆基微波散射计为实验平台，在充分研究冬小麦微波散射机理的基础上，建立其微波后向散射模型，并利用室内和野外实验数据，对模型进行修正，使模型能快速有效地模拟冬小麦的微波散射特性。首先从理论上分析冬小麦的微波散射特性，研究其根部、茎部和冠层对其介电特性的影响，建立冬小麦的介电模型，利用实验数据对介电模型进行修正，同时研究土壤在冬小麦不同生长期对其微波散射系数的影响，以便完善后向散射模型；然后利用陆基散射计及其配套设备测量不同频率、不同极化、不同入射角和不同生长期的小麦的微波散射系数及其特性参数，建立小麦微波后向散射系数与入射波频率、极化方式、入射角、小麦高度、生物量、叶面积指数以及土壤的关系，从而建立或完善冬小麦的微波散射模型，使模型能快速有效地模拟多种情况下小麦的微波后向散射系数，为利用主动微波遥感对农作物进行分类和估产提供理论和实验依据。

本项目以冬小麦为研究对象，在充分研究其微波散射机理的基础上，采用辐射传输理论，建立了冬小麦的微波后向散射模型，模型中充分考虑了小麦的生长特点，特别是成熟期小麦穗的分布状态，从而改善了交叉极化的模拟结果，最后将模拟结果与实测数据进行了比对，验证了模型的正确性，模型能够有效地模拟冬小麦的微波散射特性，并且本课题模型针对交叉极化的模拟结果优于密西根模型。.在开展理论研究的同时，开展了实验研究，搭建了实验平台，研究了多种数据的采集方法，开展了大量的室内实验和野外实验，测量了土壤和小麦的介电常数，利用陆基散射计测量了不同频率、不同极化、不同入射角和不同生长期的小麦的微波散射系数，同时采集了小麦的特性参数如小麦高度、密度、生物量以及叶面积指数等，建立了散射特性和生长特性参数数据库。为模型的验证和遥感图像的解译提供了实验依据。.本项目的研究成果，可用于微波遥感监测小麦长势和估产，可为遥感图像解译提供理论依据。