一种水生植被-大气耦合辐射传输模型制造技术

技术编号:9764506 阅读:116 留言:0更新日期:2014-03-15 05:47
本发明专利技术涉及一种水生植被—大气耦合辐射传输模型。其步骤如下:将水生植被分为两层;将植被冠层结构参数、观测几何、单个叶片反射率与透过率等输入到Suits模型,计算植被冠层的消光及散射系数;将水体组分浓度输入水体光学模型,计算水体的消光及散射系数;利用观测几何、风速等条件以及水体、植被冠层的消光及散射系数,计算水生植被的二向光谱反射特性;将水生植被的反射光谱作为下边界条件,与相关大气参数一起输入到MODTRAN模型,计算卫星入瞳辐亮度。本发明专利技术能实现对不同水生植被类型与结构参数、水体组分浓度、太阳照射与观测几何等情形下,水生植被冠层反射光谱与表观辐亮度的模拟,是实现湿地生态系统植被与水环境参数精确遥感反演的前提与基础。

【技术实现步骤摘要】
一种水生植被-大气耦合辐射传输模型(-)所属
本专利技术涉及一种水生植被-大气耦合辐射传输模型,属于光学遥感领域,在湿地遥感技术研究和定量化应用方面具有重要意义。(二)
技术介绍
自然界的浅水水域(湖泊、河流、湿地等)生长的水生植被可以分为:挺水植被与沉水植被。相对水体,水生植被具有相对较高的反射率以及明显的光谱反射特征,因此水生植被的存在会对光学浅水遥感信号产生显著的影响。因此,科学认识水生植被的光谱反射特性及二向反射特性,对水生植被的遥感监测、浅水水域水质参数反演等具有非常重要的意义。为了从遥感影像中获取水生植被以及水体的信息,需要对太阳辐射在水生植被-大气耦合系统中的传输过程有深入的了解。太阳辐射经地表物体反射后被卫星传感器接收的过程中,两次经过大气层。因此在遥感影像定量化应用的过程中必须考虑大气的影响,并对大气效应予以精确校正。关于植被冠层二向反射特性、水体光谱反射特性的研究在国内外已经取得了长足的发展。但水生植被反射特性、水生植被-大气耦合系统辐射传输特性的研究相对较少。这主要是由于影响水生植被-大气耦合系统中辐射传输的因素较多,现场原位测量比较困难,水面的波动、水生植被的非均匀分布、大气状况的非均匀分布以及动态变化等都能引起较大误差,难以通过实验精确测量。以往的诸多相关研究多侧重于水生植被反射光谱的测量;或者构建水体-大气耦合辐射传输模型,不考虑水生植被的影响。实际上水生植被的存在会显著影响水体的反射光谱与方向反射特性,水生植被的反射特性与陆地植被也具有明显的差异。随着高空间分辨率、高光谱分辨率的新型卫星传感器不断投入使用,研究辐射在水生植被-大气耦合系统中的传输规律,对水生植被的遥感监测与参数反演具有重要的意义以及应用价值。(三)
技术实现思路
本专利技术涉及一种水生植被-大气稱合福射传输模型。技术解决方案是:将水生植被分为两层;将植被冠层结构参数、观测几何、单个叶片反射率与透过率等条件输入到Suits植被冠层辐射传输模型,计算植被冠层对辐射的消光及散射系数;将水体组分(叶绿素、悬浮物质、有色可溶有机物)浓度输入水体模型,计算水体对辐射的消光及散射系数;利用观测几何、风速等条件以及水体、植被冠层对辐射的消光及散射系数,计算水生植被的二向光谱反射特性;将水生植被的反射光谱作为下边界条件,与大气参数一起输入到MODTRAN大气辐射传输模型,计算表观辐亮度。其具体步骤如下:I 一种水生植被-大气耦合辐射传输模型。其特征在于包含以下步骤:( I)将水生植被分为两层;(2)将植被冠层结构参数、观测几何、单个叶片反射率与透过率等条件输入到Suits植被冠层辐射传输模型,计算植被冠层对辐射的消光及散射系数;(3)将水体组分(叶绿素、悬浮物质、有色可溶有机物)浓度输入光学水体模型,计算水体对入射辐射的消光及散射系数;(4)利用观测几何、风速等条件以及水体、植被冠层对辐射的消光及散射系数,计算水生植被冠层的二向光谱反射特性;(5)将水生植被的反射光谱作为下边界条件,与大气参数一起输入到MODTRAN大气辐射传输模型,计算表观辐亮度。2根据权利I要求所述的一种水生植被-大气耦合辐射传输模型,其特征在于:步骤(I)中所述的“将水生植被分为两层”,具体计算过程如下:根据水生植被高度与水深的相对关系,将水生植被分为挺水植被与沉水植被两类,其中挺水植被以水面为界分为两层,沉水植被以冠层顶部为界分为两层,每层皆可视作混合均匀、光学特性均一的介质。3根据权利I要求所述的一种水生植被-大气耦合辐射传输模型,其特征在于:步骤(2)中所述的“将植被冠层结构参数、观测几何、单个叶片反射率与透过率等条件输入到Suits植被冠层辐射传输模型,计算植被冠层对辐射的消光及散射系数”,具体计算过程如下:将植被冠层结构参数、观测几何、单个叶片反射率与透过率等条件输入到Suits植被冠层辐射传输模型,计算植被冠层对辐射的消光及散射系数。4根据权利I要求所述的一种水生植被-大气耦合辐射传输模型,其特征在于:步骤(3)中所述的“将水体组分(叶绿素、悬浮物质、有色可溶有机物)浓度输入水体光学模型,计算水体对入射辐射的消光及散射系数”,其计算过程如下:第一步:计算水体各组分及总的吸收与后向散射系数本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种水生植被?大气耦合辐射传输模型。其特征在于包含以下步骤:(1)将水生植被分为两层;(2)将植被冠层结构参数、观测几何、单个叶片反射率与透过率等条件输入到Suits植被冠层辐射传输模型,计算植被冠层对辐射的消光及散射系数;(3)将水体组分(叶绿素、悬浮物质、有色可溶有机物)浓度输入水体光学模型,计算水体对入射辐射的消光及散射系数;(4)利用观测几何、风速等条件以及水体、植被冠层对辐射的消光及散射系数,计算水生植被冠层的二向光谱反射特性;(5)将水生植被的反射光谱作为下边界条件,与大气参数一起输入到MODTRAN大气辐射传输模型,计算表观辐亮度。

【技术特征摘要】
1.一种水生植被-大气耦合辐射传输模型。其特征在于包含以下步骤: (1)将水生植被分为两层; (2)将植被冠层结构参数、观测几何、单个叶片反射率与透过率等条件输入到Suits植被冠层辐射传输模型,计算植被冠层对辐射的消光及散射系数; (3)将水体组分(叶绿素、悬浮物质、有色可溶有机物)浓度输入水体光学模型,计算水体对入射辐射的消光及散射系数; (4)利用观测几何、风速等条件以及水体、植被冠层对辐射的消光及散射系数,计算水生植被冠层的二向光谱反射特性; (5)将水生植被的反射光谱作为下边界条件,与大气参数一起输入到MODTRAN大气辐射传输模型,计算表观辐亮度。2.根据权利I要求所述的一种水生植被-大气耦合辐射传输模型,其特征在于:步骤(1)中所述的“将水生植被分为两层”,具体计算过程如下:根据水生植被高度与水深的相对关系,将水生植被分为挺水植被与沉水植被两类,其中挺水植被以水面为界分为两层,沉水植被以冠层顶部为界分为两层,每层皆可视作混合均匀、光学特性均一的介质。3.根据权利I要求所述的一种水生植被-大气耦合辐射传输模型,其特征在于:步骤(2)中所述的“将植被冠层结构参数、观测几何、单个叶片反射率与透过率等条件输入到Suits植被冠层辐射传输模型,计算植被冠层对辐射的消光及散射系数”,具体计算过程如下:将...

【专利技术属性】
技术研发人员:周冠华赵慧洁牛春跃徐武健
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1