地表反照率反演PPT教学课件
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地表反照率反演
2020/12/10
1
1前言
• 地表反照率（Albedo）
• 定义为地表向各个方向反射的全部光通量与 总入射光通量的比。反照率是反射率对所有 观测方向的积分。
• 表征地球表面对太阳辐射的反射能力，是一 个广泛应用于地表能量平衡、中长期天气预 测和全球变化研究的重要参数。
2020/12/10
• 辐射传输模型描述基于混浊介质中电磁波 的散射机理，在大气散射等研究中很大成 功。
• 但是该类模型的一个基本假设是冠层可以 近似分解为无限大的水平均匀的薄层，每 一层中的植被单元可以当作小的吸收和散 射微片，本质上忽略了植被的结构特征。
• 较适合于对草地、农作物和密林的描述， 而对植株分布不均匀的疏林则效果较差。
• 美国发射的EOS利用MISR和MODIS两个传感器 提供了大量的不同角度的地表方向反射观测数据，
2020/12/10
4
• 绝大部分地物在不同的入射光角度和观测 角度下其反射率不同，且不同地物的二向 反射性质也有所差异。所以，反演地表反 照率，必解决地表覆盖类型及各覆盖类型 的二向反射模型问题。对于平原地区，影 响地物二向反射率性质最重要的因素是植 被，所以植被的二向性反射模型是反照率 反演的基础。
2020段/12/的10 增加而增加，导致反演困难。
7
物理模型
• 物理模型是根据物理学原理建立的模型， 由于模型的参数具有明确的物理含义，得 到了全面深入的研究，是目前二向反射率 反演研究的重点。
物理模型分为：
• 辐射传输模型 • 几何光学模型 • 计算机模拟模型。
2020/12/10
8
辐射传输模型
2
几个名词
• ‘定向半球反照率’, 或‘直入扇出反照率’, ‘黑空反射率 ’：
‘双半球反照率’,或‘扇入扇出反照率’, ‘白空反射率 ’。
2020/12/10
3
• 过去，只是单一角度的遥感数据，从这些数据中 反演地表反照率常常假定地表为朗伯体反射，但 是这种假设会引起很高的误差。
• 现在发展的多角度遥感提供了地表不同方向的反 射，考虑到反射的方向性特征可以更准确地推算 地表反照率，这样就要用到描述地表方向反射的 二向反射函数（BRDF）。
2020/12/10
12
PPT教学课件
谢谢观看
Thank You For Watching
13
2020/12/10
9
几何光学模型
• 几何光学模型从植株等宏观个体入手，将 地面目标假定为一定形状的几何体，引入 四个分量的概念，根据该四个参数在不同 光照和观测条件下的几何光学关系建立二 向反射分布模型。
• 几何光学模型能够解释热点现象，且能够 较好地描述稀疏林地的二向性反征。
202Hale Waihona Puke Baidu/12/10
2020/12/10
5
二向性反射模型
• 统计模型 • 物理模型 • 半经验模型
2020/12/10
6
统计模型
• 统计模型又称为“经验模型”，典型的有 Walthalletal模 型
• 主要应用于系统误差的校正
缺点：
• 统计模型不能提供对地表定量的描述，参数的求解需大量 的数据的运算。
• 由于其不同波段的参数之间没有逻辑关系，模型参数着波
10
2020/12/10
11
计算机模拟模型
计算机模拟模型基本可分为两类: • 一是蒙特卡洛方法与辐射传输思想相结合的模拟
模型； • 另一种所谓的“真实结构模型“，这类模拟基于
计算机图形学产生植被的真实结构，并利用光子 追踪法或辐射通量法来计算植被的反射。 • 其最大的优点是逼真，理论上可以模拟任何植被 结构。 • 计算机模拟的方法可以作为验证其它模型或探索 新的解析近似的工具，但在目前很难应用于实际 的反演。
2020/12/10
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1前言
• 地表反照率（Albedo）
• 定义为地表向各个方向反射的全部光通量与 总入射光通量的比。反照率是反射率对所有 观测方向的积分。
• 表征地球表面对太阳辐射的反射能力，是一 个广泛应用于地表能量平衡、中长期天气预 测和全球变化研究的重要参数。
2020/12/10
• 辐射传输模型描述基于混浊介质中电磁波 的散射机理，在大气散射等研究中很大成 功。
• 但是该类模型的一个基本假设是冠层可以 近似分解为无限大的水平均匀的薄层，每 一层中的植被单元可以当作小的吸收和散 射微片，本质上忽略了植被的结构特征。
• 较适合于对草地、农作物和密林的描述， 而对植株分布不均匀的疏林则效果较差。
• 美国发射的EOS利用MISR和MODIS两个传感器 提供了大量的不同角度的地表方向反射观测数据，
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• 绝大部分地物在不同的入射光角度和观测 角度下其反射率不同，且不同地物的二向 反射性质也有所差异。所以，反演地表反 照率，必解决地表覆盖类型及各覆盖类型 的二向反射模型问题。对于平原地区，影 响地物二向反射率性质最重要的因素是植 被，所以植被的二向性反射模型是反照率 反演的基础。
2020段/12/的10 增加而增加，导致反演困难。
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物理模型
• 物理模型是根据物理学原理建立的模型， 由于模型的参数具有明确的物理含义，得 到了全面深入的研究，是目前二向反射率 反演研究的重点。
物理模型分为：
• 辐射传输模型 • 几何光学模型 • 计算机模拟模型。
2020/12/10
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辐射传输模型
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几个名词
• ‘定向半球反照率’, 或‘直入扇出反照率’, ‘黑空反射率 ’：
‘双半球反照率’,或‘扇入扇出反照率’, ‘白空反射率 ’。
2020/12/10
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• 过去，只是单一角度的遥感数据，从这些数据中 反演地表反照率常常假定地表为朗伯体反射，但 是这种假设会引起很高的误差。
• 现在发展的多角度遥感提供了地表不同方向的反 射，考虑到反射的方向性特征可以更准确地推算 地表反照率，这样就要用到描述地表方向反射的 二向反射函数（BRDF）。
2020/12/10
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几何光学模型
• 几何光学模型从植株等宏观个体入手，将 地面目标假定为一定形状的几何体，引入 四个分量的概念，根据该四个参数在不同 光照和观测条件下的几何光学关系建立二 向反射分布模型。
• 几何光学模型能够解释热点现象，且能够 较好地描述稀疏林地的二向性反征。
202Hale Waihona Puke Baidu/12/10
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二向性反射模型
• 统计模型 • 物理模型 • 半经验模型
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统计模型
• 统计模型又称为“经验模型”，典型的有 Walthalletal模 型
• 主要应用于系统误差的校正
缺点：
• 统计模型不能提供对地表定量的描述，参数的求解需大量 的数据的运算。
• 由于其不同波段的参数之间没有逻辑关系，模型参数着波
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2020/12/10
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计算机模拟模型
计算机模拟模型基本可分为两类: • 一是蒙特卡洛方法与辐射传输思想相结合的模拟
模型； • 另一种所谓的“真实结构模型“，这类模拟基于
计算机图形学产生植被的真实结构，并利用光子 追踪法或辐射通量法来计算植被的反射。 • 其最大的优点是逼真，理论上可以模拟任何植被 结构。 • 计算机模拟的方法可以作为验证其它模型或探索 新的解析近似的工具，但在目前很难应用于实际 的反演。