油菜简缩极化参数响应及其长势参数反演

Reduced polarization parameter response of rapeseed and its inversion of growth parameters

简缩极化技术是为简化全极化SAR提出的一种新技术,它较全面地保持了全极化SAR信息,同时有效降低了对SAR系统复杂度及数据下传速率的要求。研究以全极化Radarsat-2数据为基础,模拟了简缩极化数据。利用覆盖整个油菜生长期的5景时间序列简缩极化数据,分别对每期数据提取21个简缩极化参数,在对比分析这21个极化参数与油菜生物量、株高和叶面积指数3个主要长势参数随油菜生长期动态变化规律的基础上,采用单因子经验回归模型法对油菜的3个长势参数进行了反演。研究发现,简缩极化体散射分量、圆极化度、圆极化比、2个简缩极化后向散射系数及Stokes参数的g0分量对油菜长势参数敏感,在长势参数反演中具有极大的潜力。同时对比了线性、二次多项式、乘幂、指数和对5种常见的回归反演模型,结果表明,二次多项式模型在3个油菜长势参数反演中具有更高的相关性及估测精度。在生物量单因子反演模型中,g3模型拟合效果最好,r2为0.765,而g0具有最高的估测精度,其估测结果 RMSE为52.95 g/m^2。在株高单因子反演模型中,圆极化比和圆极化度呈现出最高的相关性,r2为0.923,而体散射分量反演结果的RMSE最小,为13.52 cm。叶面积指数反演中,圆极化比和圆极化度同样呈现出高相关性,r2为0.857,而体散射呈现低RMSE值,为0.52。研究结果表明,简缩极化参数在油菜长势监测中具有很大潜力,而单因子经验回归模型为高精度的油菜长势参数反演提供了一种简单、快速、有效的手段。