【技术实现步骤摘要】
一种基于几何光学模型的稀疏水生植被冠层方向反射率模拟方法(一)所属
本专利技术涉及一种基于几何光学模型的稀疏水生植被冠层方向反射率模拟方法，属于光学遥感领域，在植被遥感技术研究、水色遥感技术研究以及湿地生态学研究方面具有重要意义。(二)
技术介绍
湿地是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统，是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，在蓄洪防旱、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、降解环境污染等方面起着极其重要的作用。挺水植被与沉水植被作为湿地的重要组成部分，对湿地的生态功能有巨大影响。遥感作为是通过传感器接收来自地物的电磁辐射信息来探究地物状态的重要信息获取工具，其中获取地物的方向性反射特征能够得到丰富的地物结构、生化参数等信息。水生植被因为现场测量困难、环境状态不稳定等因素影响，其方向性反射光谱难以通过人工实地测量获得。遥感建模可以通过输入环境状态参数而直接模拟计算地物的反射光谱，对探究湿地反射光谱、方向反射特性及反演湿地物理、生化参数具有重要意义。目前湿地水生植被的遥感建模，多局限于连续分布的挺水植被或沉水植被，对于冠层轮廓之间存在空隙的稀疏挺...
【技术保护点】
1.一种基于几何光学模型的稀疏水生植被冠层方向反射率模拟方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一：输入模型的场景参数，具体包括场景中单位面积上的植被冠层个数、单个倒圆台植被冠层的顶层半径及底层半径、植被冠层高度、水深、水面风速、场景入射辐照度中太阳直射光的比例、光照冠层的反射率、水底底质的反射率、悬浮物颗粒浓度、叶绿素a的浓度、水体浑浊度；步骤二：将视场内的面积分量分为水面及以上的部分和水面以下的部分，计算单个基本单元关键分量投影到水平面的面积：若水深小于冠层高度，则水生植被为挺水植被，则首先计算单个倒圆台冠层顶部的面积、侧面水上部分被直射光光照的面积、侧面水上部分的阴影面积，...
【技术特征摘要】
1.一种基于几何光学模型的稀疏水生植被冠层方向反射率模拟方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一：输入模型的场景参数，具体包括场景中单位面积上的植被冠层个数、单个倒圆台植被冠层的顶层半径及底层半径、植被冠层高度、水深、水面风速、场景入射辐照度中太阳直射光的比例、光照冠层的反射率、水底底质的反射率、悬浮物颗粒浓度、叶绿素a的浓度、水体浑浊度；步骤二：将视场内的面积分量分为水面及以上的部分和水面以下的部分，计算单个基本单元关键分量投影到水平面的面积：若水深小于冠层高度，则水生植被为挺水植被，则首先计算单个倒圆台冠层顶部的面积、侧面水上部分被直射光光照的面积、侧面水上部分的阴影面积，再考虑水体折射效应，计算单个倒圆台冠层侧面水下部分被直射光光照的面积和侧面水下部分的阴影面积；若水深大于冠层高度，则水生植被为沉水植被，则计算单个倒圆台冠层顶部的面积、侧面水下部分被直射光光照的面积和侧面水下部分的阴影面积；步骤三：考虑光照方向和观测方向的相互遮挡效应，计算多个基本冠层单元在视场内随机分布时各个冠层分量的面积权重：对于挺水植被，先计算倒圆台冠层水上部分被直射光光照的面积在视场中的比例：KICa＝KV1+KV21其中KV1＝1-exp(-D·V1)为倒圆台冠层顶部面积在视场中的比例，D为单位面积上的冠层个数，V1为单个倒圆台冠层顶部的面积，KV21为倒圆台冠层侧面水上部分被直射光光照的面积在视场中的比例；倒圆台冠层水上部分的阴影面积在视场中的比例为：KSCa＝exp(-V1·D)-exp(-(V1+V21+V22)·D)-KV21其中V21为单个倒圆台冠层侧面水上部分被直射光光照的面积，V22为单个倒圆台冠层侧面水上部分的阴影面积，采用同样的方式可得到倒圆台冠层水下部分被直射光光照的面积在视场中的比例KICw＝KV31，KV31为倒圆台冠层侧面水下部分被直射光光照的面积在视场中的比例；倒圆台冠层水下部分的阴影面积在视场中的比例为：KSCw＝exp(-(V1+V21+V22)·D)-exp(-(V1+V21+V22+V31+V32)·D)-KICw其中V31为单个倒圆台冠层侧面水下部分被直射光光照的面积，V32为单个倒圆台冠层侧面水下部分的阴影面积；对于沉水植被，则冠层水上部分的光照组分KICa和阴影组分KSCa都为0，此时冠层水下部分光照组分面积比例为：水下部分阴影组分面积比例为：KSCw＝exp(-V1·D)-exp(-(V1+V31+V32)·D)-KICw步骤四：计算视场中水面、水底分量的面积权重：对于挺水植被，光照水面的面积比例为：KIS＝Pis·Pvs+(Pis-Pis·Pvs)Fs...
【专利技术属性】
技术研发人员：周冠华，杨松，张潇阳，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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