树干圆柱体微波散射与表面粗糙度的仿真和室内观测

作为针叶、枝条和树干的单散射体模型,有限长圆柱体散射模型是微波遥感植被建模的重要基础,但针对实际树干的精确观测数据很少,建模也未考虑表面粗糙度对散射特性的影响。以三维电磁散射模拟软件FEKO和室内多角度多频率后向散射观测数据为基础,分析了树干圆柱体的散射特性,讨论了表面粗糙度对树干圆柱体雷达散射截面RCS(Radar Cross Section)的影响。研究包括：(1)模拟树干圆柱体RCS对圆柱体尺寸、介电常数的响应;(2)FEKO模拟结果与室内测量结果对比;(3)用简化建模和基于真实树干网格模拟的方式探讨粗糙度的影响并对两种方式进行比较。结果显示：(1)尺寸方面,圆柱体RCS随直径的增大逐渐增加,但植物体不同组件RCS呈现出不同的变化规律;(2)介电常数方面,RCS随介电常数的增加逐渐增大,在本实验模拟条件下,含水量每增加10%,介电常数约增加4,RCS约增加1 dBsm;(3)模拟与测量结果趋势一致,R²最高为0.87,最低为0.5,但绝对值存在一定偏差,RMSE在4～6.5 dBsm之间;(4)树干表面粗糙度对RCS有一定影响,但与波长有关,基于真实树干网格...