研究目的
将哨兵-1号干涉数据获取的土壤湿度估算值与实地测量数据进行对比,并评估利用C波段合成孔径雷达干涉测量进行土壤湿度估算的数值模型的适用性。
研究成果
研究发现,利用干涉相位、相干性和相位三元组估算土壤湿度的数值模型存在局限性,尤其在干燥土壤中会出现饱和效应,导致与观测结果吻合度较差。在较湿润条件下则观测到更好的结果。这凸显了使用C波段SAR干涉测量法估算土壤湿度的挑战性,并表明需要改进模型并考虑植被影响。
研究不足
数值模型显示在极干燥土壤中存在饱和效应,限制了其准确性。该模型未考虑SAR信号的极化特性,在土壤初始干燥时灵敏度较低。植被影响未被充分考虑,且与L波段相比,该模型对C波段的适用性尚未得到充分验证。
1:实验设计与方法选择:
实验在平坦、沙质且植被稀疏的区域布设土壤湿度传感器以获取原位测量数据。对哨兵1号C波段SAR影像进行干涉处理,提取相位、相干性及相位三元组图像。采用文献中的数值模型根据土壤湿度变化预测干涉观测值。
2:样本选择与数据来源:
研究区域位于葡萄牙莱齐里亚公司(坐标北纬38o48.291',西经8o51.122')。数据包含4个传感器持续7个月的小时级土壤湿度测量值,以及时间分辨率为6天的哨兵1号SAR影像。
3:291',西经8o122')。数据包含4个传感器持续7个月的小时级土壤湿度测量值,以及时间分辨率为6天的哨兵1号SAR影像。
实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:4台Decagon GS1加固型土壤湿度传感器,用于获取SAR和光学影像的哨兵1号与哨兵2号卫星。
4:实验流程与操作步骤:
传感器埋设于5厘米深度进行小时级土壤湿度测量。对SAR影像进行配准后提取后向散射系数,以6天基线计算干涉图,并通过稳定目标完成相位校准。将模型预测值与实测数据进行对比。
5:数据分析方法:
开展后向散射系数与土壤湿度的回归分析,通过均方根误差(RMS)计算比较模型预测与实测的干涉相位、相干性及相位三元组数据。
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