水稻冠层结构变化对二向反射率的影响

通过对植被二向反射特性的研究 ,可反演植被冠层结构信息 ,如叶面积指数、平均叶角、株高、覆盖率等 .在大田晚稻 (秀水 6 3)移栽后第 2 6、35、41、49、6 2、6 7和 86d ,对水稻冠层结构及二向反射率进行实测 ,并分析了二向反射率随冠层结构变化规律 .结果表明 ,植被冠层二向反射率对入射角与观测角的敏感性随着植被冠层结构的变化而变化 ,蕴涵着丰富的植被结构信息 .

水稻冠层二向反射率的模拟及其反演

在 2 0 0 0年晚稻大田试验中 ,设 5个氮素水平 ,即严重缺氮、缺氮、氮适中、氮过多和氮严重过多 5种不同的生长状况 ,实测了 5种氮素水平下的水稻冠层二向反射率、叶片反射率、透射率、冠层结构参数等 ,利用 FCR模型模拟冠层二向反射率 ,模拟精度用 RMSE值和相关系数 r检验 ,利用 POWEL L 法反演冠层结构参数 ,当叶面积指数 >3时 ,反演结果与实测值的相对误差小于 10 %。

高光谱激光雷达植被叶片方向反射特性及对叶绿素反演的影响

不同于传统被动光学传感器,高光谱激光雷达发射主动式全波段高斯脉冲激光,和植被叶片表面相互作用后,不同波段后向散射强度返回至接收器并被记录下来。以往的高光谱激光雷达植被叶片反射特性研究只聚焦于零度角入射的情况,对多入射角方向反射光谱特性以及方向反射特性对叶片叶绿素含量估算带来的误差尚未进行过深入研究。利用实验室研发的32波段高光谱激光雷达获取了不同入射角下的植被叶片反射光谱,对高信噪比波段下植被叶片的复杂方向反射特性进行了深入分析,随后选择光谱指数研究了高光谱激光雷达测量条件下植被方向反射特性对叶绿素含量反演的影响。结果表明,(1)高光谱激光雷达植被叶片回波强度随入射角增大逐渐降低,但二向反射率因子并不逐渐减小,在可见光和近红外波段,二向反射率因子随入射角增大分别呈现出两种不同形状特征,可见光波段反射率因子最大值出现在0°~10°,近红外波段最大值出现在60°,反射率因子最小值均出现在45°处,最大和最小反射率因子间可差0.1左右,可见光和近红外波段10°~60°内二向反射率因子均呈现先减小后增大的趋势;(2)通过对不同入射角下光谱指数与叶绿素含量的回归分析发现,方向反射特性对反演精度有非常大的影响,R^(2)和RMSE并不随着入射角增大统一呈现同步增大或同步减小的趋势,具体地,R^(2)随入射角的变化趋势是先减小,再增大,再减小,50°左右时最小,增大发生在60°, RMSE则反之。对于不同光谱指数,R^(2)随入射角增大变化可达4倍,波动范围为0.14~0.63, RMSE最大变化为1.5倍左右,在0.5~0.8 mg·g^(-1)内波动。R^(2)和RMSE的重大变化揭示了高光谱激光雷达植被叶片方向反射特性对叶绿素含量反演的重要影响。

ART模型不同角度下反演雪粒径参数分析

【目的】渐近辐射传输模型是可见光短波红外谱段一种典型的积雪二向反射率计算模型,该模型通过反演有效雪粒径以及表征雪污染特性的中间参量来模拟二向反射。但目前不同角度下雪的二向反射观测值存在差异,进而可能影响雪参数反演结果与在此基础上的二向反射计算值。基于此,本研究将开展不同角度下的雪粒径反演结果对比分析。【方法】基于POLDER多角度数据集开展ART模型分析。【结果】不同角度下有效雪粒径的反演结果具有较大差异,其差异性在27%~56%之间。【结论】有效雪粒径反演偏离较大的值主要集中在相对方位角主平面60°范围和观测天顶角大于50°的观测范围内,在应用单角度卫星数据时,建议剔除这部分角度下的反射率数据。

基于辐射度的地表二向反射因子模拟与敏感性分析

传统的固定成像传感器多用于分析地物自身生物化学参数改变而导致的光谱变化,而用于研究二向反射特性的计算机模拟模型受构建场景时可视因子计算量过大的限制而无法完成多类型地物的模拟,因此两者较少有联系。针对这些问题,在采用简化辐射度模型RAPID的基础上,模拟了长春市御花园地区的反射率,分析了反射率对环境因素的敏感性。结果表明:传感器视场角对热点有较大影响,太阳天顶角和天空光比例在可见光与近红外波段各方向均有较大影响。模拟环境因素对成像光谱的影响,可为固定成像传感器反演地物的生物化学参数提供依据。

城市地区BRF模型模拟方法研究

将城市主体结构简化为两侧为建筑物中间为道路的街道结构,并假定街道径直走向,在一个像元内为无限长,采用几何光学的方法分别计算楼房顶部、竖直墙面以及道路对像元辐射值的贡献.从而构建了大尺度下城市主体结构的二向反射率因子(BRF)模型。在微尺度上考虑了城市结构自身表面的BRF模型,由于在某个城市像元中还可能存在植被,因此模型中还考虑了植被的BRF模型,从而完成了对城市地区BRF模型的构建。对构建的模型进行模拟计算和敏感性分析,发现城市地区BRF典型特征是出现了热点效应和镜面反射峰,并且楼房高度和植被覆盖度对城市地区BRF影响显著。