模型 matlab_MBSDM土壤介电模型及Matlab实现

土壤介电常数模型是用于雷达和被动微波反演土壤水分算法中的重要部分。目前，Dobson模型在反演算法中常用的模型之一，但Dobson模型并不适用所有的土壤类型。MVSDM模型由理论模型GRMDM和实测试验数据发展而来，不仅对所有土壤类型都具有较好的模拟精度，而且仅需要土壤粘粒含量一个土质输入参数，可作为Dobson模型的完美替代方案应用于土壤水分微波反演。

MBSDM算法的文章参见：Physically and Mineralogically Based Spectroscopic Dielectric Model for Moist Soils

MBSDM算法实现的Matlab代码如下：

%% GRMDM parameters
clear,clc
Cs = 0:1:100;
mvs = 0:0.01:0.4;
thm1 = nan(41,101);
thm2 = nan(41,101);for iC = 1:101C = Cs(iC);disp(iC)% nd and kd for dry soil nd =1.634-0.539*10^-2*C+0.2748*10^-4*C.^2;kd = 0.03952-0.04038*10^-2*C;% max bound watermvt = 0.02863+0.30673*10^-2*C;% params for bound waterth0b = 79.8-85.4*10^-2*C+32.7*10^-4*C.^2;taob = 1.062*10^-11+3.450*10^-12*10^-2*C;erb = 0.3112+0.467*10^-2*C;% params for free watereru = 0.3631+1.217*10^-2*C;th0u = 100;taou = 8.5*10^-12;%% nb and  kb, for bound water% thInf represents DC in the high-frequency limitthInf = 4.9;% for L-band, frequency = 1.4G=1.4*10^9f = 1.4*10^9;% 真空的介电常数er0 = 8.854187817*10^-12;%% bound water的介电常数thb1 = thInf+(th0b-thInf)/(1+(2*pi*f*taob)^.2);% bound water的loss factorsthb2 = (th0b-thInf)/(1+(2*pi*f*taob)^.2)*2*pi*f*taob + (erb)/(2*pi*er0*f);% nbnb = sqrt(sqrt(thb1.^2+thb2.^2)+thb1)/sqrt(2);% kbkb = sqrt(sqrt(thb1.^2+thb2.^2)-thb1)/sqrt(2);%% nu and  ku, for free water% bound water的介电常数thu1 = thInf+(th0u-thInf)/(1+(2*pi*f*taou)^.2);% free water的loss factorsthu2 = (th0u-thInf)/(1+(2*pi*f*taou)^.2)*2*pi*f*taou + (eru)/(2*pi*er0*f);% nunu = sqrt(sqrt(thu1.^2+thu2.^2)+thu1)/sqrt(2);% kuku = sqrt(sqrt(thu1.^2+thu2.^2)-thu1)/sqrt(2);%% 含水土壤的nm和kmfor imv = 1:41mv=mvs(imv);if mv<=mvtnm = nd+(nb-1)*mv;km = kd+kb*mv;elsenm = nd+(nb-1)*mvt+(nu-1)*(mv-mvt);km = kd+kb*mvt+ku*(mv-mvt);end% 土壤的介电常数thm1(imv,iC) = nm.^2-km.^2;thm2(imv,iC) = 2*nm*km;end
end

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