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《中国科学院研究生院(遥感应用研究所)》 2005年
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含水含盐土壤介电特性及反演研究

熊文成  
【摘要】:本文旨在研究通过微波遥感的方式来反演盐渍化土壤含水量含盐量的方法途径。为达到这个目的,本文首先得到含水含盐(NaCl)土壤的介电常数模型,即建立了土壤含水量与含盐量与介电常数虚部的关系;然后得到反演模型,即得到介电常数与雷达后向散射系数的关系。两个模型简述如下: 含水含盐土壤的介电虚部模型是土壤含水量含盐量的函数。本文主要通过进行一系列关系研究:介电常数虚部ε″~土壤导电率σ_a~土壤溶液导电率σ_w~土壤溶液离子浓度S_(M_v)~含盐量S,最终得到介电常数虚部和土壤含水量、含盐量的关系(ε″~S和M_v),也即土壤介电模型。通过微波网络仪对150组具有不同含水含盐量的土壤,在频率范围0.2GHz-20GHz(频率取样间隔为0.05GHz)进行介电常数测量。在不同频率下,利用这些实测数据通过最佳拟合的方法确定土壤介电模型中的待定参数;从而得到不同频率时土壤介电虚部经验模型。另外,利用吉兰泰地区41个含盐土壤样品进行模型验证,结果表明模型计算值与测量值高度相关。从而确立了带经验参数的土壤介电虚部模型。 另外,本文根据干旱区的一些自然地理特征,利用IEM模型生成干旱区的多时相(少雨期、多雨期)后向散射数据,然后对数据进行统计分析。一方面印证了多雨期与少雨期后向散射差(σ_(wet)~0-σ_(dry)~0)与土壤介电常数高度相关的实验观察;另外一方面,针对非盐渍化区,根据大量的模拟数据找到确切的(σ_(wet)~0-σ_(dry)~0)与土壤介电常数的关系;对于盐渍化区,根据模拟数据发现,反演土壤介电常数虚部是可行的,但是由于介电常数虚部受到水分和盐分含量两者的共同影响(要分离两者的影响较难),所以要直接反演含盐量还是需要进一步的工作。 本文的主要结论有: 1.盐量对介电常数虚部的影响随频率增大而降低; 2.土壤类型和介电常数虚部几乎没有相关性; 3.在非盐渍化旱湿两季明显的干旱区,多时相单极化数据介电常数是可行的,结合土壤介电模型就可以反演水分; 4.在盐渍化旱湿两季明显的干旱区,利用多时相数据,在一定精度要求下,反演土壤介电常数虚部是有可能的;
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(遥感应用研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:S156.41

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