[發明專利]一種濕地水生植被幾何光學模型

有效

• 申請號: 201510045439.0
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN104699953B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 周冠華;牛春躍;楊文娜;徐武健
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;A01G1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種濕地水生植被幾何光學模型，其特征在于包含以下步驟：

(1)輸入場景基本參數，以圓柱體作為基本單元；具體計算過程如下：輸入場景尺寸、水深、圓柱體高度、圓柱體底面半徑、圓柱體個數，各個圓柱體的尺寸相同并且在場景內隨機分布；

(2)將視場內的面積分量分為水面以上及水面以下兩部分，計算只有一個基本單元存在時各個分量的面積；具體計算過程如下：

第一步：只考慮一個圓柱體，將視場內的面積劃分為：水上光照冠層、水上陰影冠層、光照水面、陰影水面、水下光照冠層、水下陰影冠層、光照水底、陰影水底；

第二步：考慮水面以上部分，分別計算水上光照冠層、水上陰影冠層、光照水面、陰影水面的面積；

第三步：考慮水面以下部分，分別計算水下光照冠層、水下陰影冠層、光照水底、陰影水底的面積；

(3)考慮基本單元的個數及相互遮擋計算視場內各個分量的面積比；其計算過程如下：

第一步：計算光照地面的面積比，

Kg=e-λ(Γs+Γo-O)=e-λΓ]]>

其中，一個單元沿光照方向及觀測方向在地面投射陰影的面積分別為Γ_s與Γ_o，O為兩陰影的重疊面積，Γ為兩個陰影的并集，λ為單位面積上的基本單元的個數；

第二步：計算光照冠層分量的面積比，

Kc=β(λΓc-f·λΓo)+(1-β)ΓcΓ(1-Kg)]]>

其中，β為單元中心位置在豎直方向分布的權重，取值從完全隨機0到高度相同1，f為蔭蔽系數；

第三步：計算陰影冠層和陰影地面的面積比，

Kt=e-λΓc-e-λΓoKz=1-Kg-Kc-Kt]]>

其中，K_t為陰影冠層的面積比，K_z為陰影地面的面積比；

(4)計算各個分量的亮度；具體計算過程如下：水面以上冠層部分的亮度為輸入參數，光照水面的亮度根據波浪水面反射模型計算，水面以下分量的亮度需要考慮水面透射及水體衰減的影響；

(5)水面只考慮其透射，計算視場內各分量亮度的加權平均；具體計算過程如下：不考慮水面反射時，傳感器接收到的亮度可以表示為

L0＝CK_c+TK_t+C_wK_cw+T_wK_tw+G_wK_gw+Z_wK_zw

其中，C、T、C_w、T_w、G_w、Z_w分別是水上光照冠層、水上陰影冠層以及考慮水面透射及水體衰減時的水下光照冠層、水下陰影冠層、光照水底及陰影水底的亮度；K_c、K_t、K_cw、K_tw、K_gw、K_zw分別是水上光照冠層、水上陰影冠層以及考慮水面透射及水體衰減時的水下光照冠層、水下陰影冠層、光照水底及陰影水底在視場內的面積比；這些亮度與各自在視場內的面積比相乘再求和；

(6)疊加水面反射的影響，計算水生植被場景的二向反射率，具體計算過程如下：將步驟(5)中計算出的不考慮水面反射時的亮度疊加水面反射的影響，

L＝L0+GK_g+ZK_z

其中，G、Z分別是光照水面與陰影水面的亮度，L0是傳感器接收到的亮度，K_g與K_z分別是光照水面與陰影水面的面積比；光照水面與陰影水面的亮度分別與各自的面積比相乘再疊加到不考慮水面反射時的亮度中，即得到整個場景的反射率。