[發明專利]一種定量描述葉片鏡面反射對冠層反射率模擬影響的方法

有效

• 申請號: 201810569674.1
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108896514B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 趙海盟;楊彬;陳偉;孫山林;田慧敏
• 申請（專利權）人: 桂林航天工業學院
• 主分類號: G01N21/55
• 分類號: G01N21/55
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 司立彬

1.一種定量描述葉片鏡面反射對冠層反射率模擬影響的方法，其步驟包括：

1)獲取葉片散射的光子比例，即波長λ對應的葉片單次散射反照率ω_λ；

2)基于光譜不變量理論和第一步得到的葉片單次散射反照率ω_λ來獲取植被冠層的冠層反射率BRF；其中，波長λ對應的冠層反射率BRF_λ(Ω)＝BRFB_S,λ(Ω)+S_λ，BRFB_S,λ(Ω)為波長λ對應的“黑土壤”問題下的植被冠層BRF，S_λ表示波長λ對應的“土壤”問題下的土壤貢獻；再碰撞概率p是從植被冠層中的物質散射的光子再次在冠層內相互作用的概率，逃逸概率ρ(Ω)為從植被冠層中的物質散射的光子以給定方向Ω逃逸植物冠層的概率，冠層截距i₀為首次被冠層植物元素攔截的入射光子比例；

3)利用SRTM對步驟2)得到的BRF進行模擬，得到目標區域“黑土壤”和“土壤”問題下的植被冠層BRF；

4)利用步驟3)得到的模擬植被冠層BRF對目標區域進行模擬，并將模擬結果與該目標區域的實測BRF進行比較，確定葉片鏡面反射對冠層反射率的影響。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述葉片單次散射反照率其中，

s_L是鏡面反射率，定義為入射到葉片上的光子在葉片-空氣邊界處被直接反射的光子比例；

i_L是葉片截獲率，定義為進入葉片的光子比例；是轉換葉片單次散射反照率，定義為從葉片內部散射的光子比例。

3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用SRTM對步驟2)得到的BRF進行模擬，得到“黑土壤”和“土壤”問題下的植被冠層BRF的方法為：將目標區域的結構信息、光學信息輸入SRTM，得到BRF_BS,λ(Ω)和S_λ，從而得到模擬“黑土壤”和“土壤”問題下的植被冠層BRF。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，估計得到BRF_BS,λ(Ω)和S_λ的方法為：首先基于0≤p₀≤1和k₀≤1-p₀確定一系列(p₀,k₀)；然后，對于每一對(p₀,k₀)，計算弱吸收帶內相應的散射系數ω_s,λ；然后對于得到的每一散射系數ω_s,λ，利用SRTM分別模擬得到BRF_BS,λ(Ω)和S_λ，從而得到模擬BRF；然后在弱吸收帶內，計算測量BRF與每一模擬BRF之間的相對均方根誤差，選取相對均方根誤差最小值對應的模擬BRF對應的(p₀,k₀)＇；利用(p₀,k₀)＇對弱吸收帶內的BRF_BS,λ(Ω)和S_λ進行模擬，得到BRF_BS,λ(Ω)和S_λ。

5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述結構信息包括沿給定方向在兩個深度的兩個點同時找到樹葉的概率，以及在給定深度找到植被點的概率和消光系數；所述光學信息包括葉片反照率ω_0,λ和林下冠層有效反射率。