[发明专利]一种针对起伏地表的日光诱导叶绿素荧光场景仿真方法

权利要求书

1.一种针对起伏地表的日光诱导叶绿素荧光场景仿真方法，其特征在于包含以下步骤：

(1)利用大气利用辐射传输模型计算水平地表下的大气辐射分量包括：大气层顶太阳辐照度、大气上行反射率、大气层底反照率、太阳直射透过率、太阳散射透过率、观测方向散射透过率、观测方向透过率；

(2)利用地形、太阳照明方向和观测方向计算地形辐射传输参数，包括坡面照明-观测几何关系、遮挡系数、天空光可见系数、背景可见系数；

(3)计算场景中每种地物的反射率因子空间分布、二向发射荧光发射辐亮度空间分布和半球辐出度空间分布，并逐像元提取地表每个模版范围内不同位置在观测角度上的反射率因子、二向发射荧光发射辐亮度和半球辐出度；

(4)计算周围地物的平均反射率因子和平均荧光光谱辐射通量；

(5)计算得到大气层顶入瞳辐亮度，完成方针过程。

2.根据权利要求1所述的一种针对起伏地表的日光诱导叶绿素荧光场景仿真方法，其特征在于：所述步骤(2)中坡面照明-观测几何关系包括坡面太阳天顶角、坡面太阳方位角、坡面观测天顶角、坡面观测方位角。

3.根据权利要求1所述的一种针对起伏地表的日光诱导叶绿素荧光场景仿真方法，其特征在于：所述坡面太阳天顶角θ_s′的计算公式为：

其中，β和为地表坡度和坡向，θ_S,为水平地表太阳天顶角和方位角。

4.根据权利要求3所述的一种针对起伏地表的日光诱导叶绿素荧光场景仿真方法，其特征在于：所述坡面太阳方位角的计算公式为：

5.根据权利要求4所述的一种针对起伏地表的日光诱导叶绿素荧光场景仿真方法，其特征在于：所述坡面观测天顶角θ_o′的计算公式为：

其中，θ_O,为观测天顶角和方位角。

6.根据权利要求5所述的一种针对起伏地表的日光诱导叶绿素荧光场景仿真方法，其特征在于：所述坡面观测方位角的计算公式为：

7.根据权利要求1所述的一种针对起伏地表的日光诱导叶绿素荧光场景仿真方法，其特征在于：所述步骤(2)中所述的遮挡系数为像元是否受到太阳直射的状态，天空光可见系数V_sky为天空在像元以上半球空间内所占的比例，背景可见系数V_terr为背景在像元以上半球空间内所占的比例。

8.根据权利要求1所述的一种针对起伏地表的日光诱导叶绿素荧光场景仿真方法，其特征在于：所述步骤(3)中计算地物的反射率因子、二向发射荧光发射辐亮度空间分布和半球辐出度空间分布采用辐射传输模型计算得到；辐射传输模型采用针对一维均匀冠层的模型或针对垄行作物的二维辐射传输模型或针对三维辐射传输模型，模型必须能够对荧光发射辐亮度进行仿真。

9.根据权利要求1所述的一种针对起伏地表的日光诱导叶绿素荧光场景仿真方法，其特征在于：所述步骤(3)中的反射率因子、二向发射荧光发射辐亮度和半球辐出度通过在三者的空间分布数据中根据坡面照明-观测几何关系插值获得。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种针对起伏地表的日光诱导叶绿素荧光场景仿真方法，其特征在于：所述步骤(5)计算得到大气层顶入瞳辐亮度的具体过程为：

其中，E_s(t)为大气层顶太阳辐照度，ρ_so为大气上行反射率，ρ_dd为大气层底反照率，τ_ss为太阳直射透过率，τ_sd为太阳散射透过率，τ_do为观测方向散射透过率，τ_oo为观测方向透过率，r_so为观测方向的坡面地表二向反射率因子、为周围地物的平均地表方向半球反射率因子、r_do为观测方向的坡面地表半球方向反射率因子、为周围地物的平均地表反照率、SIF_s为观测方向的荧光发射辐亮度，SIF_d为荧光半球辐出度。