土壤粗糙度的概念有两种理解，一种是从空气动力学的角度出发，由于地面起伏不平或地物影响，在风速廓线上风速为零的位置不在高度等于零的地表，而在离地表某一高度的地方，把这一高度定义为地表粗糙度，也称空气动力学粗糙度，可由风速梯度和风速廓线方程求得。这一粗糙度在气象学及其相关学科中广泛应用。另一种是将地面凹凸不平的程度定义为粗糙度，也称地表微地形，通过实际测量求得。这类粗糙度在各个方向上是均匀的，数量级为1，变化范嗣0～2'2。由土块引起的地表变化。这类粗糙度通常是根据对土壤的分散作用造成的，数量级为100，常称之为随机粗糙度。

利用雷达进行地表观测的过程中，土壤粗糙度情况对雷达后向散射有重要影响，是地表土壤水分获取模型中的关键输入参数。目前，遥感领域大多数研究都是基于单尺度利用均方根高度s和相关长度l来描述水平和垂直方向土壤表面粗糙度的情况。为此，针对农用地地表不同粗糙度情况，分析了不同尺度的实际测量剖面数据，结果表明：表征粗糙度大小的s和l值变化不仅与表面粗糙情况有关，还与不同空间尺度相关；使用单一尺度来描述地表粗糙度情况是不准确的。