基于Bi-Mimics模型的GNSS-R农作物生物量监测理论研究.pdfVIP

第 27卷 第 2期 遥 感 技 术 与 应 用 Z．27 No．2 2O12年 4月 REMOTESENSINGTECHN0L0GYANDAPPLICATION Apr．2012 引 用 格 式 ：WuXuerui，LiYing，LiChuanlong．ResearchonCropBiomassMonitoringUsingGNSS-RTechnique basedonBiMimicsModel-[J]．RemoteSensingTechnologyandApplication，2012，27(2)：220—230．[吴学睿，李颖 ，李 传龙．基于Bi—Mimics模型的GNSS—R农作物生物量监测理论研究[J]．遥感技术与应用，2012，27(2)：220—230．] 基于 Bi—Mimics模型的GNSS—R农作物 生物量监测理论研究 吴学睿 ，李 颖 ，李传龙 (1．大连海事大学环境信息研究所，辽宁 大连 110626；2．赤峰学院环境与资源管理系，内蒙古 赤峰 024000； 3．q-国科学院遥感应用研究所／北京师范大学遥感科学国家重点实验室，北京 100875) 摘要：GNSS-R(GNSS-Reflectometry)遥感从机理上讲属于双站雷达，在一阶辐射传输方程 Mimics (MichiganMicrowaveCanopyScattering)模型的基础上 ，将其修改为双站散射模型 Bi—Mimics(Bi— static—Mimics)；将模型 中的树干层去掉 ，保留树冠层和地表 间的散射机制 ，发展 了适用于农作物的 Bi—Mimics模型。利用该模型 ，模拟分析在 GNSS—R工作的L波段农作物的散射特性 ；根据 GNSS— R设置模拟分析 了镜像散射 系数与农作物生物量之间的关系；并根据双站雷达理论公式，模拟 了农 作物生物量与接收机信号之间的关系。结果表 明GNSS-R从理论上用来研究和监测农作物的生 物量存在可行性 ，但研究工作有待进一步深入 。 关 键 词 ：农作物生物量 ；Bi—Mimics模型 ；GNSS-R；镜像散射 中图分类号：TP79；TN95 文献标志码 ：A 文章编号 ：1004-0323(2012)02—0220一l1 引 言 展[1。。。有研究指 出利川 GNSS-R还可 以反演植 被 高度 [1，研究森林生物量[J。 GNSS．R作为一种新兴的遥感手段，以低成本 、 作为信号源 的导航卫星群 GNSS可以提供长 小功耗 、高时空分辨率等诸多优点，在 国内外微波遥 期稳定 、无偿信 号 ，地基 、空载 以及 未来 的星载 感领域引起广泛关注 ，NASA 已把该研究计划列入 GNSS-R接收机接收反射信号，用来进行海陆遥感 。 最有发展前途的新技术项 目之一 。 从机理上讲 ，GNSS—R遥感属于双站雷达遥感 。早 GNSS-R最初应用于海面风场 、海浪波高、潮位 期的双站雷达主要是利用 电磁波探测 目标物 ：当船 等海洋 中尺度 的变化监测上 。凭借其独特优点， 只、飞机、导弹等 目标物进入监测 区域 ，会干扰发射 GNSS—R也为海冰监测_1]、海面溢油及悬浮物的监 机和接收机之间的雷达信号_1引。利用双站雷达进 测_3提供 了便捷 、有效的手段 。目前 GNSS—R陆面 行宇宙遥感的应用较多：例如利用 Apollo通信广播 遥感 的应用 ，主要 集 中在 土壤水 分 的反 演[4]。 信号对月球表面进行测量 ，利用双站雷达信号 GNSS_R与其他微波遥感传感器进行土壤水分反演 对火星表面进行研究[1 。双站雷达也可以用来进 的原理相同。目前研究方法主要有 3种 ：从 GNSS- 行陆面环境遥感研究Ezo-z