基于主动微波的积雪参数反演研究

发布时间：2023-04-17 19:24

　　积雪是全球陆地生态系统、水循环和能量循环的重要组成部分。积雪对地表能量、水分和气体流通有着很重要的影响,这些反馈强度也给气候预测系统带来了很大的不确定性。积雪除了在气候系统、生态系统中起着重要作用,积雪也是重要的水资源,积雪-气候的相互作用非常复杂,而且积雪对气候的作用也给生态系统带来很大的影响。雪中水资源存贮量的测量以及预测融化速率对于水资源管理和洪水控制系统都是非常有必要的。因此,如何快速获得大范围、高精度的积雪信息以满足上述领域的需求已经成为当前研究的热点问题。由于积雪在空间和时间上的多变性,许多积雪特性参数在不通过遥感技术手段的情况下,很难进行检测。卫星遥感技术的发展为大尺度检测地球表面积雪提供了新的技术手段,更是把传统的“点”测量方法扩展到了“面”观测的层面,克服了传统积雪测量的不足。由于可见光好近红外辐射信号不能穿透积雪,而且冰和积雪的光学特性相似,积雪反射率在这些波段对积雪深度、雪中水含量等信息不敏感(除了非常浅的雪)。微波对物体散射有很高的灵敏度,使其在获取雪深及雪层内部性质信息方面具有比可见光、近红外波段无可比拟的优势,为微波手段反演积雪散射特性参数提供了可能。粗分辨...

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 主动微波传感器的发展
        1.2.2 主动微波积雪参数反演
        1.2.3 主动微波积雪模型发展
    1.3 立题依据和主要研究内容
        1.3.1 立题依据
        1.3.2 主要研究内容
    1.4 论文结构
第2章 微波积雪参数反演理论基础
    2.1 微波特性参数
        2.1.1 波长
        2.1.2 入射角
        2.1.3 极化
    2.2 雷达遥感测量原理
        2.2.1 雷达方程
        2.2.2 Stokes矩阵
        2.2.3 雷达后向散射系数
    2.3 微波散射
        2.3.1 表面散射及面散射模型
        2.3.2 体散射
第3章 湿雪判别
    3.1 湿雪与电磁波的相互作用
        3.1.1 湿雪介电特性
        3.1.2 湿雪介电常数模型
    3.2 湿雪判别
        3.2.1 湿雪前向模拟模型
        3.2.2 湿雪判别方法
        3.2.3 湿雪判别结果
    3.3 本章小结
第4章 基于吸收损耗的积雪雪水当量反演
    4.1 积雪后向散射信号模拟
        4.1.1 前向模型
        4.1.2 前向模型验证
        4.1.3 散射特性分析
    4.2 反演方法
        4.2.1 积雪体散射模型的参数化
        4.2.2 单次散射反照率与光学厚度在X和Ku波段的关系
        4.2.3 代价函数
        4.2.4 雪水当量估算
    4.3 验证数据介绍
    4.4 结果和分析
        4.4.1 雪水当量观测值与估算值的比较
        4.4.2 参考值对雪水当量估算的影响
    4.5 本章小结
第5章 积雪湿度反演
    5.1 基于模型的积雪湿度与散射信号模拟分析
        5.1.1 积雪密度在不同湿雪含水量下对积雪散射组分的影响
        5.1.2 雪面粗糙度参数在不同湿雪含水量下对积雪面散射的影响..
        5.1.3 入射角参数在不同湿雪含水量下对湿雪散射信号的影响
    5.2 积雪湿度反演方法
        5.2.1 湿雪面散射
        5.2.2 湿雪体散射
        5.2.3 反演算法
    5.3 积雪湿度反演结果
    5.4 本章小结
第6章 结论与讨论
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3792747