土壤含水量是水分平衡的重要参量,在水文、气候和生态等研究领域都具有重要的作用,土壤含水量更是植被所需水资源的主要来源,区域尺度表层土壤含水量的获取一直是土壤含水量研究的重点。土壤含水量获取方法很多,但均以点测量为主,以点代面,难以实现土壤含水量大面积快速监测。遥感技术的快速发展,完美的解决了土壤含水量动态、实时监测这一难题,微波遥感更以其全天候、全天时、对地表具有一定的穿透能力等优点被广泛用于地表土壤含水量反演。本文利用Radarsat-2 C波段雷达数据并结合研究区实测数据,对经验模型的示范区适用性进行讨论分析,优选出研究区最佳经验模型,为提高裸土地表土壤含水量反演精度提供借鉴。在系统分析雷达系统参数、地表参数对后向散射系数影响机理基础上,基于IEM理论模型并结合研究区土壤质地状况,以影像像元为计算单元,建立不同地点的地表温度值(主敏感因子)与土壤介电常数的关系模型及裸露地表土壤含水量反演半经验模型,将土壤含水量反演值绝对误差(≤±0.06)的点由经验模型的43%提高到78%,显著提高不同区域土壤类型的适用性。为剔除玉米冠层对土壤含水量反演的影响,本文以PROSAIL辐射传输模型为基础并结合OLI遥感数据与实测玉米冠层含水量值,筛选玉米冠层含水量反演最佳指数,构建不同生长期玉米冠层水分反演模型,建立无实测玉米冠层水分时的冠层水分反演模型查找表。本文构建的适用于稀疏玉米覆盖区的四参数“水-云”模型,玉米下垫面水分反演精度与常规“水-云”模型的反演相当,但是,四参数模型具有简洁,便于地表土壤含水量反演程序化运行及自动化监测等优点,验证新方法的有效性;针对改进的Ratio模型利用基于C波段雷达数据,在国内外很少涉足的浓密玉米区开展表层土壤含水量创新性研究,实现了浓密玉米覆盖区土壤含水量反演,验证C波段雷达在浓密玉米覆盖区土壤含水量反演的可行性。根据本文研究建立的方法和模型,结合研究区实测数据,制作完成了裸露地表土壤含水量分布专题图、稀疏玉米覆盖地表土壤含水量分布专题图,为农业、水利等多个部门重大决策提供了基础数据。