张志刚, 梁月吉, 任 超, 黄仪邦, 潘亚龙

(桂林理工大学 a.测绘地理信息学院; b.广西空间信息与测绘重点实验室, 广西 桂林 541006)

0 引 言

土壤湿度是水文、气象和生态环境研究中重要的状态参数, 开展土壤湿度估算对于气候气象预报、洪水灾害以及水资源循环等相关研究具有重要意义[1]。近年来, 随着全球导航卫星系统的高速发展, GPS多路径效应被证实可以有效获取地表环境变化参数, 因其具有成本低、高效率、高分辨率等优点, 成为当前国内外研究的热点问题。Masters等[2]利用GPS双基地雷达进行土壤水分遥感的实验, 初步研究表明该技术能够有效反映土壤湿度的时空变化。Larson等[3]利用连续运行GPS接收机接收到的多径反射幅度估算土壤湿度, 证实了多径反射幅度与土壤湿度存在一定的相关性, 提出了全球定位系统干涉反射测量(global navigation satellite signal-interferometer and reflectometry, GPS-IR)反演土壤湿度的遥感技术方法。GPS-IR是一种新型的遥感测量手段, 近年来已被广泛应用于估算近地表土壤湿度、雪深、海平面高度和植被指数等环境参数及其变化[4-5]。Zavorotny等[6]提出了GPS地面多径模型, 证明了利用相对延迟相位反演土壤湿度比振幅更有优势, 反射系数与距离地表5 cm内的土壤介电常数非常敏感。Chew等[7]建立电动正向模型成功地模拟了植被冠层对GPS SNR的影响, 当植被较高时, 在低仰角(5°～15°)下多径幅度感知植被变化的能力较弱。王迎强等[8]证明机载GPS反射信号能够有效地反演土壤湿度。敖敏思等[9]经实验表明, 利用SNR观测值通过指数模型能够有效反映土壤湿度的变化趋势, 最大有效监测范围约45 m。……