马红章，艾 璐，刘素美，孙根云，孙 林

基于土壤微波辐射布儒斯特角反演土壤含水率

马红章1，艾 璐1，刘素美1，孙根云2，孙 林3

（1. 中国石油大学（华东）理学院，青岛 266580；2. 中国石油大学（华东）海洋与空间信息学院，青岛 266580；3. 山东科技大学测绘科学学院，青岛 266590）

在利用被动微波遥感技术进行裸露地表土壤含水率（Soil Moisture Content，SMC）的反演中，土壤粗糙度是制约反演精度的最关键因素。该研究利用改进的积分方程模型（Advanced Integral Equation Model，AIEM）进行地表多角度微波发射率的模拟，探索地表微波辐射多角度信息用于提高地表SMC反演精度的可行性。基于不同SMC和不同粗糙度地表多角度V极化发射率数据的变化趋势提取土壤介质布儒斯特角，结果表明，土壤布儒斯特角对SMC具有较高的敏感性，C波段（6.6 GHz）不同含水率土壤的布儒斯特角分布在60°～80°范围内。基于AIEM模拟数据的分析发现，土壤布儒斯特角正切值与SMC具有较好的线性关系，线性拟合决定系数为0.94，均方根误差为0.027 cm3/cm3，并得到了基于布儒斯特角的裸露地表SMC反演算法。基于模拟数据的算法验证结果表明，算法的SMC预测值与理论值的决定系数为0.95，均方根误差为0.024 cm3/cm3。算法在不同土壤粗糙度自相关函数下均表现出稳健的特性，SMC预测精度最大均方根误差为0.027 cm3/cm3，最小为0.023 cm3/cm3。基于布儒斯特角的SMC反演算法利用的是多角度土壤发射率的相对变化而非其绝对数值，该研究为SMC的多角度被动微波遥感提供了一种不同的研究思路。

土壤；水分；遥感；粗糙度；被动微波辐射；布儒斯特角

0 引 言

土壤……