[發(fā)明專利]一種獲取河流冰凌紅外波段散射特性的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710445330.5
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107247038B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊春平;周鑫;萬重濤;彭真明
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01N21/49
• 分類號: G01N21/49;G01N21/55
• 代理公司: 51230 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 徐金瓊;劉東

1.一種獲取河流冰凌紅外波段散射特性的方法，其特征在于：如下步驟；

步驟1、將河流冰凌表面的BRDF分為漫反射BRDF_diff和鏡面反射BRDF_spec兩部分，分別計(jì)算漫反射BRDF_diff和鏡面反射BRDF_spec得到河流冰凌表面的BRDF；

步驟2、根據(jù)河流冰凌表面的BRDF、入射太陽輻射的波長、入射方向和觀察方向的參數(shù)，計(jì)算經(jīng)河流冰凌散射后的輻射亮度；

步驟3、根據(jù)步驟2得到的輻射亮度，計(jì)算河流冰凌的散射輻射經(jīng)過觀察方向大氣吸收后的散射輻射亮度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種獲取河流冰凌紅外波段散射特性的方法，其特征在于：所述步驟1中，河流冰凌表面的BRDF的計(jì)算公式如下：

BRDF＝BRDF_diff+BRDF_spec；

選擇Torrance-Sparrow模型計(jì)算鏡面反射BRDF_spec，計(jì)算公式如下：

式中，k_s為河流冰凌表面鏡面反射分量，θ_i、θ_r、n、σ和α分別為入射太陽輻射的太陽天頂角、入射太陽輻射的太陽方位角、觀察方向的觀察天頂角、觀察方向的觀察方位角、河流冰凌表面的折射率、河流冰凌表面的均方根斜率和河流冰凌法線方向與天頂方向的夾角，是菲涅耳函數(shù)，反映了河流冰凌表面折射率、觀察天頂角、太陽方位角、太陽天頂角和觀察方位角引起的鏡面反射率的變化，是遮蔽函數(shù)，反映了河流冰凌表面的遮蔽效應(yīng)；

的計(jì)算公式如下：

由幾何關(guān)系可得本地入射角θ_a以及河流冰凌法線方向與天頂方向的夾角α的計(jì)算公式如下：

的計(jì)算公式如下：

式中，g²＝n²+cos²θ_a-1，g是一個無量綱的數(shù)；

利用朗伯漫反射模型計(jì)算漫反射BRDF_diff，計(jì)算公式如下：

式中，k_d為河流冰凌表面漫反射分量，k_d和k_s之間關(guān)系為k_d+k_s＝1，ρ為河流冰凌表面的半球反射率。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種獲取河流冰凌紅外波段散射特性的方法，其特征在于：所述步驟2中，計(jì)算經(jīng)河流冰凌散射輻射后的輻射亮度的公式如下：

式中，dω為入射輻射的立體角；是河流冰凌的BRDF；λ為太陽入射輻射的紅外波長；L₀(λ)為大氣頂太陽光譜輻射亮度，T(λ)為入射方向上大氣光譜透過率，λ₁～λ₂為紅外波長范圍。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種獲取河流冰凌紅外波段散射特性的方法，其特征在于：所述步驟3中，計(jì)算河流冰凌的散射輻射經(jīng)過觀察方向大氣吸收后的散射輻射亮度的公式如下：

式中，為觀察方向大氣平均透過率。