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《第二届微波遥感技术研讨会摘要全集》2006年
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FY3微波成像仪土壤水分反演算法的发展

陶静  施建成  蒋玲梅  杨虎  
【摘要】:风云3号卫星FY-3预计将于2007年发射,其上将搭载的微波成像仪是我国第一个星载微波遥感仪器。借助FY-3的微波成像仪,能利用微波优势,获得高时间分辨率大范围的陆表产品,能为农林业以及有关研究单位提供有效的陆表信息,为水文气象、生态环境等科学研究领域提供充足的数据。微波成像仪将获取5个工作频率V和H极化下共10个通道的亮度温度值, 这5个频率分别为10.65GHz、18.7GHz、23.8GHz、36.5GHz、89GHz,与搭载于EOS-Aqua上的高级微波扫描辐射计(AMSR-E)的后5个工作频率一致。FY-3微波成像仪与AMSR-E相似的仪器参数使得我们能在AMSR-E土壤水分反演算法的基础上发展FY-3微波成像仪土壤水的反演算法。本文基于现阶段AMSR-E提供的反演土壤水分算法包内的算法,利用2003年全年 CEOP在蒙古试验场获得的试验数据,通过对算法的验证,选择适合FY-3微波成像仪的反演算法,并在此基础上对该算法进行改进,从而发展FY-3微波成像仪的土壤水分反演算法。选择的原算法存在一定的问题:首先反演的物理基础用Q/H模型描述地表辐射,而Q/H模型假设在不同V和H极化下粗糙度对有效反射率具有相同的影响,而实际上,对于大角度而言,粗糙度对不同极化的影响则呈相反趋势;其次,反演过程中假定任何时段全球均被植被覆盖,这显然是不合理的。改进的算法采用Shi等人2005年发展的Qp参数化模型来描述地表辐射,克服了 AMSR-E原来的算法中由于采用Q/H模型描述地表而导致粗糙度对不同极化的影响相同的缺点,并在植被稀疏或者可能是裸露地表的区域直接采用Shi等人2006年提出的基于Qp参数化模型发展的裸露地表土壤水分反演模型进行反演,克服了原算法中任何时段全球均被植被覆盖的不合理假定。初步的验证结果显示发展的算法完全适用于FY3微波成像仪,并且具有优良的反演精度,误差低于0.05g/cm3。

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