裸露起伏地表光散射特性研究.pdf

1、目標(biāo)與背景環(huán)境光學(xué)特性的研究在目標(biāo)的探測、識(shí)別以及制導(dǎo)等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用，因此研究起伏地物的雙向反射分布函數(shù)（BRDF）特性，建立地背景光輻射特性數(shù)據(jù)庫和模型，對(duì)地背景光學(xué)特性的研究具有十分重要的意義。論文介紹了典型地物的BRDF模型，比較了模型的特點(diǎn)及優(yōu)劣?；跀?shù)字高程模型（DEM），利用3DS MAX軟件建立了起伏地形的三維網(wǎng)格模型。利用坡角及坡向得到了坡面像元的平均法向，通過坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，計(jì)算了任一坡面在局部坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的太陽入

2、射及觀測幾何。在可見光及近紅外波段，考慮了遮蔽效應(yīng)，建立了裸露起伏地表的BRDF模型，并驗(yàn)證了該模型的正確性。研究了不同地物覆蓋的起伏地表BRDF的分布特性，結(jié)果表明：地形的起伏以及太陽與觀測角度的變化都會(huì)導(dǎo)致光照及遮蔽情況的改變。在太陽幾何一定的情況下，不同起伏地形的BRDF隨觀測方位角的變化呈不對(duì)稱分布，且近垂直主平面方向比近主平面方向的BRDF整體偏大；對(duì)于同一地形，隨著太陽天頂角增大，地表BRDF呈減小趨勢(shì)；隨著波長增加，地表

3、BRDF呈增大趨勢(shì)。此外，在給定的波長下，積雪BRDF值最大，其次是土壤、沙漠。基于蒙特卡羅方法模擬的隨機(jī)起伏地表，分析了影響裸露起伏地表BRDF的因素。結(jié)合目標(biāo)樣片 BRDF測量數(shù)據(jù)，建立了目標(biāo)與地背景的復(fù)合光散射模型，計(jì)算了目標(biāo)與起伏地表的光散射亮度。分析了地形起伏、地物類型、目標(biāo)姿態(tài)等因素對(duì)目標(biāo)與地背景對(duì)比度的影響?？梢缘贸鼋Y(jié)論：積雪覆蓋地表亮度非常大，土壤與沙漠地表亮度接近，因此除了地形起伏程度外，地物類型是導(dǎo)致目標(biāo)與背景對(duì)比度