农业机械学报

作者：曹培，王道伟，林明壮，李凭阳，韩文霆

单位：西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,

关键词：冬小麦;覆被农田;地表电磁散射;混合介质模型;高斯随机粗糙面;等效介电常数

基金：国家自然科学基金项目(32301698)、陕西省重点研发计划项目(2023-YBNY-221)和国家重点研发计划项目（2022YFD1900802）

冬小麦种植区域分布广泛，为监测与评估其生长信息和生长环境，本文通过引入三相混合介质模型表征植被层，引入高斯随机粗糙面表征农田粗糙地表，构建了一种冬小麦覆被农田地表的多层非均质混合电磁散射模型。首先分别对比本文提出的多层非均质混合模型与水云模型、Oh模型在冬小麦拔节期及孕穗期的后向散射系数预测结果，对本模型的有效性进行分析和验证；随后，通过分析该模型等效介电常数，并求解其电磁散射及辐射传输方程，获取植被生长信息、植被含水率及土壤粗糙度等因素对覆被农田地表等效介电常数和雷达后向散射系数的影响规律。结果表明，本文提出的多层非均质混合模型与水云模型及Oh模型预测结果有较好的一致性，同时与双弥散模型获得的小麦层等效介电常数R2分别为0.9817、0.9922、0.9863、0.9711，同样具有较好的一致性；此外，本文提出的模型对拔节期、孕穗期小麦含水率的预测结果与实际测量值的均方根误差分别为0.88%、4.65%，该模型能够较好地模拟覆被农田地表电磁散射特征，为后续无人机微波反演冬小麦生长及土壤水分信息提供坚实理论基础。

来源：2023年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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