برآورد رطوبت سطح خاک با استفاده از داده¬های sar با تاکید بر مدل¬های بازپراکنش سطحی
چکیده
پارامترهای سطح خاک عنصر کلیدی در چرخه های جهانی آب و انرژی است. از این رو بررسی وضعیت پارامترهای خاک برای هیدرولوژی، هواشناسی، اقلیم شناسی، کشاورزی و بسیاری از علوم زمینی مناسب است. پتانسیل sar برای بازیابی پارامترهای سطح خاک بیش از 30 سال است که شناخته شده است، اما آنچه که امروزه اهمیت دارد استفاده بهینه از سنجنده¬ها و روش¬های مناسب برای بازیابی پارامترهای خاک است. استفاده از مدل¬های بازپراکنش سطحی بهینه¬ترین روش برای این کار است، استفاده گسترده از این مدل¬ها به شکل¬ها و روش¬های مختلف در طول این سال¬ها صورت گرفته است. ارتباط بین پارامترهای سطح خاک و سنجنده توسط تابع بازپراکنش به خوبی صورت می¬گیرد؛ لذا می¬توان با استفاده از انواع مختلف داده¬ها و روش¬های متفاوت ریاضی نتایج دقیق¬تر و صحیح¬تر به دست آورد و نیز با استفاده از روش¬های ریاضی مانند هوش محاسباتی، سرعت حصول نتایج را نیز افزایش داد. به¬دست آوردن نتایجی با حداکثر نزدیکی به داده¬های زمینی باعث افزایش اعتمادپذیری روش می¬شود و کمک شایانی در امر نمایش منظم پارامترها به صورت مکانی و ایجاد دید کلی از آن¬ها می¬کند. بر این اساس در این تحقیق سعی بر انتخاب بهترین مدل برای تخمین پارامترهای سطح خاک با استفاده از داده¬های smex03 در منطقه اوکلاهومای جنوبی است. با استفاده از مدل¬های بازپراکنشی oh، dubois و iem در سه باند l، c و p ابتدا به مقایسه ضرایب بازپراکنشی حاصل از مدل و تصویر در پلاریزاسیون¬های hh و vv پرداخته شده است؛ سپس با استفاده از معکوس همان مدل¬ها و روش¬های ریاضی، پارامترهای زبری سطح، ضریب ثابت دی¬الکتریک و طول همبستگی محاسبه شده و نتایج با مقادیر اندازه¬گیری¬شده زمینی مقایسه شده است. در بخش مقایسه ضرایب بازپراکنش، مدل oh در باند c بهترین دقت را دارد. در این بخش مدل¬های dubois و iem در باند l دقت¬های مناسبی دارند، اما نسبت به بهترین حالت نتایج ضعیف¬تری داشتند. در بخش بازیابی پارامترهای سطح خاک به عنوان اصلی¬ترین هدف تحقیق، روش حل معادلات با استفاده از سرشکنی که روی مدل iem صورت گرفت، در تخمین تمامی پارامترها نتایج با دقت بهتری به دست آمدند، هرچند که مدل oh در باند c برای تخمین زبری سطح و همین مدل در باند l برای تخمین ضریب ثابت دی¬الکتریک نتایج مناسبی به دست آمد. از جمله نتایج این تحقیق می¬توان به نتایج نامناسب باند p اشاره کرد، که نتایج بسیار نامناسبی نسبت به سایر مدل¬ها دارد، هم چنین نتایج ضعیف¬تر مدل¬های تجربی در تخمین پارامترهای سطح خاک نسبت به مدل تئوری iem اشاره کرد. هم¬چنین پیشنهاد می¬شود در صورت امکان از داده¬های زمینی با دقت مکانی بیشتر استفاده کرد.