土壤水分是作物生长和生存的物质基础,它制约着农作物的产量、决定着地表能量向感热和潜热转化的分配比例、地表水下渗和形成地表径流的比例,还影响陆地表面植物的分布。遥感具有监测范围广、获取具有空间连续性影像等特点,在土壤水分研究中得到很高的重视。应用雷达技术反演土壤水分比较著名的模型有Oh模型、Dubois模型、Shi模型以及IEM模型。本研究中,利用IEM模型模拟不同地表参数下后向散射系数对地表参数和雷达系统参数的响应特征,揭示了雷达后向散射系数随着这些参数的变化的规律,对雷达反演地表土壤水分的理想系统参数设置进行了探讨。根据研究区域的地表特征和所获取的Terra SAR-X数据特点,利用IEM模型模拟该研究区域的地表散射特征。在此基础上主要分析了雷达后向散射系数同土壤含水率、地表粗糙度参数之间的关系,利用同极化(VV和HH)后向散射系数差来反演地表组合粗糙度参数的经验模型,基于该模型建立了利用雷达同极化后向散射系数(HH)反演地表土壤水分的经验模型。根据大柳塔矿的实测数据对反演模型的精度进行了评估。结果表明经验模型输出与实测土壤含水率的相关性在0.744。因此用模拟数据验证了反演的土壤含水率的精度,也证明了建立的经验模型的可靠性。经验模型是针对特定条件发展的,局部土壤类型空间异质性大的区域不能良好反演。