[发明专利]基于极化定向角补偿和水云模型的生物量反演方法

权利要求书

1.基于极化定向角补偿和水云模型的生物量反演方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、通过极化定向角补偿生成协方差矩阵；

(2)、进行Yamaguchi分解，得到表面散射、二面角散射、体散射和螺旋体散射四个分量；

(3)、建立扩展极化水云模型；

(4)、通过四个分量和扩展极化水云模型估测思茅松林地上生物量。

2.根据权利要求1所述的基于极化定向角补偿和水云模型的生物量反演方法，其特征在于：步骤(1)中，具体包括以下步骤：

(1.1)建立法拉第旋转偏移引起的散射矩阵M，如下：

式中，M是具有法拉第旋转偏移的散射矩阵；S是不受法拉第旋转偏移影响的S散射矩阵，Ω是法拉第旋转角；

(1.2)采用酉变换将散射矩阵M变换到圆极化基下，得圆极化散射矩阵，如下：

式中，M_LL为左圆发射,左圆接收电磁波；M_LR为左圆发射,右圆接收电磁波；M_RL为右圆发射，左圆接收电磁波；M_RR为右圆发射，右圆接收电磁波；j为虚数；

(1.3)由圆极化散射矩阵获得法拉第旋转角Ω，公式如下：

式中，*为复共轭；arg()为相位取值函数；

(1.4)将法拉第旋转角Ω代入散射矩阵M中，就能得到不受法拉第旋转偏移影响的散射矩阵S，如下：

(1.5)由散射矩阵S得到极化定向角补偿后的协方差矩阵T，如下：

3.根据权利要求2所述的基于极化定向角补偿和水云模型的生物量反演方法，其特征在于：步骤(2)中，对协方差矩阵T进行Yamaguchi分解，公式如下：

T＝P_s×T_surface+P_d×T_double+P_v×T_volume+P_h×T_helix；

其中T_surface、T_double、T_volume和T_helix分别表示表面散射、二面角散射、体散射和螺旋散射的相干矩阵元素，P_s、P_d、P_v和P_h是相应散射功率。

4.根据权利要求3所述的基于极化定向角补偿和水云模型的生物量反演方法，其特征在于：步骤(3)中，极化水云模型为：

式中，是总后向散射系数，是森林植被对后向散射的贡献，是地面对后向散射的贡献；T_tree是植被双向透射率，与穿过植被的双向衰减δ和衰减层厚度h有关，用e^-δh表示；

考虑林冠空隙后，极化水云模型被改写成下式：

式中，η是面积填充因子，是关于森林透射率的函数；

考虑林冠空隙因素，森林植被衰减层透过率T_for，可表示为：

T_for＝1-η+ηe^-δh；

用生物量B描述后，即T_for＝e^-βB，B表示地上生物量，β表示经验参数；结合T_for，进一步改写为下式：

考虑林冠空隙因素和植被双向透射率后，单位面积的二面角后向散射表示为

最终，改写成下式，即为扩展极化水云模型：

B通过下式求解获得：

式中，可通过Yamaguchi分解的总后向散射系数、体散射分量、表面散射分量和二面角散射分量获得。