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六参数光谱双向反射分布函数模型几何衰减因子优化
1
作者 余越 王利国 +6 位作者 王彪 阳志强 张格 靳皓然 吴振森 赵保银 巩蕾 《光子学报》 北大核心 2025年第1期93-103,共11页
波长与表面起伏高度的相对数值会直接影响目标表面粗糙度的判定,因而波长是影响双向反射分布函数模型精度的重要参数之一。聚焦波长影响,基于光谱双向反射分布函数六参数模型,建立几何衰减因子与波长的函数关系。结合实验测量,反演各入... 波长与表面起伏高度的相对数值会直接影响目标表面粗糙度的判定,因而波长是影响双向反射分布函数模型精度的重要参数之一。聚焦波长影响,基于光谱双向反射分布函数六参数模型,建立几何衰减因子与波长的函数关系。结合实验测量,反演各入射波长下模型中六参数,并凝练波长对六参数的影响规律;分析模型误差,拟合推导出几何衰减因子与波长之间的函数关系。结果表明:在几何衰减因子中增加一个与波长呈指数相关的系数,可以明显提高大散射角时光谱双向反射分布函数六参数模型的精度,并减小受波长影响产生的模型误差,目标样片的均方根误差较优化前减小约40%;波长主要影响六参数中的b、k_(b)、k_(d)、k_(r),其数值变化范围和趋势转折点波段位置与样片材质和表面粗糙度相关。研究结果可为鉴别伪装和反伪装目标,以及目标的态势感知提供理论支撑和技术支持。 展开更多
关键词 光谱双向反射分布函数 几何衰减因子 多波长 六参数模型 遮蔽效应
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利用辐射度模型模拟玉米冠层辐射分布 被引量：14
2
作者 谢东辉 孙睿 +3 位作者 朱启疆 王锦地 吴门新 覃文汉 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期317-323,共7页
随着遥感研究的深入和计算机技术的提高,地面目标二向性反射分布函数(BRDF)的研究不断深入,计算机模拟模型因其对植被结构的细致描述并能更真实模拟光线与植被冠层之间的相互作用,受到越来越多的学者重视。本文以2000年在中国科学院栾... 随着遥感研究的深入和计算机技术的提高,地面目标二向性反射分布函数(BRDF)的研究不断深入,计算机模拟模型因其对植被结构的细致描述并能更真实模拟光线与植被冠层之间的相互作用,受到越来越多的学者重视。本文以2000年在中国科学院栾城生态系统试验站测量的夏玉米为例,在对玉米三维结构进行实地测量的基础上,利用扩展的L系统对生长期的玉米进行建模,进而应用基于真实结构场景的辐射度模型(RGM)计算了玉米场景的二向性反射率因子(BRF),对模拟结果与实测结果进行了分析与比较,结果显示两者之间具有较好的一致性。证明辐射度模型用于植被冠层光辐射分布模拟是行之有效的,可以为波谱库提供可靠的多角度数据,并为进一步冠层辐射分布的研究工作奠定了基础。 展开更多
关键词 辐射度模型 二向性反射率因子 扩展L系统 玉米
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辽东湾海冰反射特性 被引量：6
3
作者 许占堂 杨跃忠 +2 位作者 王桂芬 曹文熙 孔祥鹏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1902-1907,共6页
海冰反照率是研究海冰表面特性、海冰分布、海冰厚度和极地气候的重要光学量之一。将卫星于不同位置所测量到的海冰双向反射率准确地转化为相应的反照率的值,对于获得大规模海冰的时空特性是非常重要的。研究了辽东湾海冰反照率与海冰... 海冰反照率是研究海冰表面特性、海冰分布、海冰厚度和极地气候的重要光学量之一。将卫星于不同位置所测量到的海冰双向反射率准确地转化为相应的反照率的值,对于获得大规模海冰的时空特性是非常重要的。研究了辽东湾海冰反照率与海冰双向反射分布函数之间的相关关系。结果表明:(1)反照率与海冰组分密切相关,海冰表层颗粒物浓度越高,反照率α(λ)的值越小,气泡的含量越高,α(λ)越大;(2)当仪器探头天顶角θ为0°时,所测量的双向反射因子Rf与反照率α(λ)的值是相似的;随着θ的增大,Rf的值逐渐增大,且与探头方位角的相关性逐渐增强;当θ的值等于太阳天顶角63°时,Rf的值最大,且与探头方位角的相关性最强;(3)不同类型的冰具有不同的各向异性反射因子。 展开更多
关键词 反照率 双向反射 各向异性反射因子 光谱
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基于前向散射核函数拟合冰雪反射光谱各向异性 被引量：3
4
作者 瞿瑛 刘强 刘素红 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2749-2754,共6页
对地表反射光谱的各向异性进行建模和拟合,是遥感对地观测的重要研究内容。传统的线性核驱动模型拟合方法使用的核函数是基于植被覆盖地表辐射传输模型导出的,因此难以准确地描述冰雪覆盖地表前向散射强的特征。提出一种在线性核驱动模... 对地表反射光谱的各向异性进行建模和拟合,是遥感对地观测的重要研究内容。传统的线性核驱动模型拟合方法使用的核函数是基于植被覆盖地表辐射传输模型导出的,因此难以准确地描述冰雪覆盖地表前向散射强的特征。提出一种在线性核驱动模型中增加前向散射核函数的拟合方法,并采用地面多角度观测架测量的冰雪反射光谱对该方法的有效性进行了验证。验证结果表明该方法能够较好地拟合冰雪反射光谱的各向异性(R2=0.997 5,RMSE=0.022 6),准确地反映冰雪前向散射较强的特征。通过对提出的方法与经验函数法、传统线性核驱动模型拟合方进行比较,可以发现线性核驱动模型方法明显优于经验函数拟合法,其中增加前向散射核函数能够显著提高对冰雪覆盖地表二向反射因子的拟合精度,并在各波段都有稳定的拟合效果。 展开更多
关键词 反射各向异性 核驱动模型 冰雪 多角度观测 二向性反射分布函数
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基于各向异性Gaussian改进模型的卫星材料BRDF计算 被引量：1
5
作者 黄超超 吴晓迪 +1 位作者 杨华 蒋剑锋 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期668-670,共3页
对目标表面双向反射分布函数(BRDF)进行研究,在各向异性Gaussian模型的基础上引入波长因子,提出了改进的BRDF各向异性Gaussian计算模型。运用该模型对卫星太阳能板及包裹多层隔热材料进行了BRDF计算,结果表明该模型参数物理意义明确、... 对目标表面双向反射分布函数(BRDF)进行研究,在各向异性Gaussian模型的基础上引入波长因子,提出了改进的BRDF各向异性Gaussian计算模型。运用该模型对卫星太阳能板及包裹多层隔热材料进行了BRDF计算,结果表明该模型参数物理意义明确、简洁高效,能够有效地计算物体表面材料BRDF数值。 展开更多
关键词 双向反射分布函数 各向异性Gaussian改进模型 波长因子 卫星
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硅太阳能电池板的光谱BRDF测量及色度特性的研究
6
作者 王安祥 吴振森 曹运华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期3087-3095,共9页
实验测量了硅太阳能电池板在380~780 nm内的光谱双向反射分布函数（BRDF），分析了光谱双向反射分布函数随波长及散射角的变化趋势，将色度学理论和光散射理论相结合，寻找到光散射理论中的双向反射系数与色度学中光谱反射率因数的联系... 实验测量了硅太阳能电池板在380~780 nm内的光谱双向反射分布函数（BRDF），分析了光谱双向反射分布函数随波长及散射角的变化趋势，将色度学理论和光散射理论相结合，寻找到光散射理论中的双向反射系数与色度学中光谱反射率因数的联系，进而获得了一种通过光谱BRDF测量实现物体色度特性表征的方法。并且采用CIELAB均匀色空间中的明度指数和色品指数、定量地描述了几种入射条件下、不同散射方向上目标样片的颜色特性。将目标样片的光谱双向反射分布函数的研究应用到颜色光学领域中，对目标的探测、识别和颜色复现等具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 光谱双向反射分布函数 双向反射系数 光谱反射率因数 色度 光散射
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湖冰双向反射特征的现场观测研究 被引量：4
7
作者 于淼 卢鹏 +3 位作者 曹晓卫 汤明光 王庆凯 李志军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2453-2461,共9页
冰面反照率是用来研究寒区水域大气和水体之间能量交换的重要参数,可以通过遥感数据反演得到。但是卫星遥感观测的波长和角度都相对固定,而且视场角有限,因此获得的表面反射率并不等价于反照率,还需要根据下垫面情况进行各向异性校正。... 冰面反照率是用来研究寒区水域大气和水体之间能量交换的重要参数,可以通过遥感数据反演得到。但是卫星遥感观测的波长和角度都相对固定,而且视场角有限,因此获得的表面反射率并不等价于反照率,还需要根据下垫面情况进行各向异性校正。冰的前向散射很强,而且光学性质对其物理参数非常敏感,因此不同物理性质的冰在不同方向上的反射率也有很大的差异,给冰面反照率的反演带来了不确定性。为了解决这些问题, 2019年2月在内蒙古乌梁素海湖对五种性质各异的冰进行了光学性质的现场观测,测量类型包括:(Ⅰ)阴天不均匀气泡冰;(Ⅱ)表层有大量泥沙的冰;(Ⅲ)稀疏大气泡冰;(Ⅳ)致密小气泡冰;(Ⅴ)融化冰,并对彼此之间的反照率、双向反射因子(BRDF)以及各向异性反射因子(ARF)光谱特征的差异进行对比分析。结果表明:随着太阳天顶角的增大,除融化冰的反照率出现了下降以外,其余冰面反照率都出现不同程度的增大。冰的双向反射特征呈现出明显的各向异性,在前向散射方向会形成一个反射的峰值点,该点的位置会受冰表情况的影响,而峰值点以外方向上的反射光主要来自冰内体散射,这部分对观测的天顶角不敏感,而对方位角的敏感性在短波段会受到冰内部组分均匀程度的影响,在长波段几乎不受影响。在对冰的BRDF谱线分析时发现,冰的体散射谱线形状和反照率谱线很相似,但是在长波段的减小速度更快,即体散射在短波段能量更加集中,而在前向散射方向接近反射峰值点位置上,能量在长波段更加集中,短波段较少。分析ARF谱线可以发现,冰的体散射对反照率的贡献随波长的增大而减小,而冰表面反射情况相反。更重要的是各测量点的ARF谱线的大小顺序和BRDF谱线的顺序并不相同,说明即使在观测角度一致时,不同冰的反照率反演参数并不相同。 展开更多
关键词 湖冰 现场观测 双向反射因子 各向异性反射因子
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复杂环境背景下典型飞行器表面红外反射特性研究 被引量：3
8
作者 孙建平 齐宏 +3 位作者 王申领 赵松庆 郝燕云 吴根水 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期493-501,共9页
飞机蒙皮对于背景辐射的反射可以作为红外目标识别的辐射源,但背景辐射通常来源于太阳辐射和地面背景辐射等辐射的综合作用,其复杂性和多变性也可能使飞机的红外反射辐射严重干扰红外制导的准确性,因此,研究复杂环境背景下的飞机蒙皮红... 飞机蒙皮对于背景辐射的反射可以作为红外目标识别的辐射源,但背景辐射通常来源于太阳辐射和地面背景辐射等辐射的综合作用,其复杂性和多变性也可能使飞机的红外反射辐射严重干扰红外制导的准确性,因此,研究复杂环境背景下的飞机蒙皮红外反射特性对于红外目标识别和红外导弹制导等应用具有重要意义。本文基于Schlick双向反射分布函数(BRDF)模型,结合有限元方法,利用反向蒙特卡洛法计算辐射遮挡因子,在MODTRAN软件环境下计算大气光谱透过率,针对不同条件下的飞机红外反射辐射特性进行研究。结果表明,不同探测角度和探测波段对飞机红外反射特性具有很大影响,且飞机蒙皮的反射辐射具有分布非均一性特点。 展开更多
关键词 红外反射特性 飞机 背景辐射 双向反射分布函数 辐射遮挡因子
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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 被引量：5
9
作者 白杰 牛铮 +3 位作者 毕恺艺 王吉 黄滟茹 孙刚 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1598-1605,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 高光谱激光雷达 后向散射强度 方向反射 二向反射率因子 叶绿素
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