基于蒙特卡羅光線跟蹤方法的植物三維冠層輻射傳輸模型.pdf

1、探討植物冠層光輻射傳輸機理，是研究植物生長規(guī)律、模擬植物生長過程的重要前提。同時，在植被定量遙感、虛擬植物等研究領(lǐng)域中，越來越重視冠層輻射傳輸模型的研究?！　”疚牟捎萌切蚊嬖枋龉趯拥娜S空間結(jié)構(gòu)，用基于測量提取的葉片散射光分布模型參數(shù)描述葉片的散射光空間分布，用蒙特卡羅光線跟蹤方法模擬光輻射在冠層內(nèi)傳播的物理過程，最終建立一個冠層三維光輻射傳輸模型，并用此模型模擬太陽直接輻射在玉米冠層內(nèi)的三維空間分布。 主要內(nèi)容如下：(1

2、)研制了用于測量葉片反射光和透射光散射分布的實驗裝置?？梢杂糜趯θ~片在特征吸收和非特征吸收波段的散射光強在主平面上的分布進行360°連續(xù)測定，掃描間隔為1°。掃描一次反射(或)透射光強分布的時間為4.2min。用標準白板作為參比樣、大葉黃楊葉片作為測試樣品，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行測試。(2)采用上述裝置測定了大葉黃楊葉片的散射光分布，用基于物理Cook-Torrance模型建立了被測葉片在650nm和830nm入射光照下的BRDF函數(shù)，用L

3、ambert模型建立了被測葉片在830nm入射光照下的BTDF函數(shù)。(3)采用蒙特卡羅光線跟蹤方法模擬太陽直接輻射和葉片散射光在植物冠層三維空間內(nèi)的傳輸和分布，在葉片散射光分模擬中，首次將葉片BRDF和BTDF作為葉片光學(xué)特性參數(shù)，用于冠層輻射傳輸模型中。模型對太陽直射光和葉片散射光在植物冠層三維空間內(nèi)的輻射傳輸進行分步模擬。(4)用開發(fā)的植物冠層三維輻射傳輸模型模擬了玉米冠層內(nèi)的太陽直射光的三維空間分布。(5)玉米冠層內(nèi)的葉片散射光分