植被二向性反射统一模型

A unified model of bidirectional reflectance distribution function for the vegetation canopy

植被二向性反射模型是植被定量遥感的基础.植被反射率可以且必须表达成一次散射贡献项ρ~1与多次散射贡献项ρ~m之和,两者在2π空间中的行为特征不同,只有这样才能正确阐明太阳直射与天空漫射对ρ~1与ρ~m的不同贡献.在对现有模型分析的基础上,本文取长补短给出了适用于不同入射光条件和植被类型的ρ~1与ρ~m解析表达.首先,基于几何光学原理,把立足点由树冠移至植被元素,ρ~1的非各向同性特征可以归因为太阳-目标-传感器三者间的几何关系、多尺度群聚叠加和太阳直射与天空散射对目标辐照度之比三个方面.视不同植被类型为多尺度群聚叠加的结果,以泊松分布为基础,本文重新给定了四分量面积比例的求取方法,使之适用于各种植被类型,进而获得ρ~1的近似解析表达式.假定G=0.5,借助"再碰撞概率"理论,考虑了冠层内部、冠层与土壤间的多次散射过程,本文也获得了不同天空散射光条件下ρ~m的近似解析式,并揭示了ρ~m的形成原理.利用玉米冠层BRDF数据及加拿大黑杉林BRDF数据对模型的可靠性进行了初步验证,结果表明统一模型可行.