非均匀随机非球形粒子层的高阶散射与辐射传输理论

摘要

该文主要推导了求解一维层及三维非均匀VRT方程高阶散射解的方法,以及发展了应用高阶散射反演粒子介电常数,生物量和地表湿度等参数的方法:在一维问题中,将散射介质层在z轴方向划分成薄层,用薄层的一阶散射强度、fourier变换和迭代方法求解散射介质整层的矢量辐射传输(VRT)方程的高阶散射解.该方法将一阶散射与高阶散射迭代结合起来,计算公式简明,可计算高阶迭代解,计算时间少.进一步地,将三维非均匀散射介质在垂直方位z轴方向划分成许多薄层,再在水平(x,y)方位上划分成方格,用分割形成的各薄盒的零阶热辐射和多阶辐射传输的迭代方法求解整个散射介质三维VRT方程的高阶散射解.并根据一层随机非球形粒子矢量辐射传输方程的一阶与高阶Mueller矩阵解的差异,提出了在一些参数已知的条件下,用水平与垂直同极化和交叉极化后向散射测量反演非球形粒子复介电常数和单位面积粒子数以及反演土壤湿度和植被单位面积占空比的迭代方法.并用极化后向散射强度的模拟测量数据及机载合成孔径雷达(AirSAR)实测数据进行了反演试验,并对反演值与各参数的关系,以及测量噪声对反演的影响进行了讨论.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1研究背景和国内外研究现状

§1.2本文的主要贡献

§1.3本文的结构安排

第二章 一维矢量辐射传输(1D-VRT)方程的高阶散射解

§2.1主动矢量辐射传输(1D-VRT)方程

2.1.1对角化VRT方程

2.1.2无反射界面的介质薄层的一阶迭代解

2.1.3 VRT方程高阶散射解的迭代法

2.1.4数值结果与讨论

§2.2被动矢量辐射传输(VRT)方程

2.2.1密集粒子的VRT方程多次散射分层迭代解

2.2.2均匀积雪层数值结果

2.2.3非均匀积雪层数值举例

§2.3结论

第三章 三维矢量辐射传输(3D-VRT)方程的高阶散射解

§3.1 3D-VRT方程

§3.2三维薄盒的散射与辐射传递

§3.3数值结果

§3.4结论

第四章高阶散射解在参数反演中的应用

§4.1标量辐射传输迭代解的求逆

4.1.1标量辐射传输方程的一、二阶迭代解

4.1.2相函数展开系数的迭代反演

4.1.3随机小椭球粒子介电常数与粒子数的反演

4.1.4数值结果与讨论

§4.2矢量辐射传输迭代解的参数求逆

4.2.1 VRT方程的Mueller矩阵解

4.2.2随机小椭球粒子参数的迭代反演

4.2.3数值结果及讨论

4.2.4实际测量数据的反演

§4.3非均匀地表植被生物量和土壤湿度的迭代反演

4.3.1 VRT方程的Mueller矩阵解

4.3.2植被生物量和土壤湿度的迭代反演

4.3.3数值结果及讨论

§4.4结论

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