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孙仲秋:《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》植被双向偏振反射信息对BRF模型影响研究

发布时间:2017-10-24 14:38 点击数:

被动光学遥感主要是利用反射光与地表参数之间的关系实现反演与监测,光强度信息在遥感应用当中被广泛关注,但是偏振信息却很少用在研究地面自然目标的特性。无论是机载还是地面平台开展的研究,都为利用偏振信息反演地物的特征参数提供了潜在的数据源。由于植被自身结构特征以及叶片分布会产生不同程度的镜面反射信息,如图1所示,但是镜面信息在众多植被双向反射模型研究中并没有被单独考虑,那么它是否会对双向反射模型的计算结果有所影响。

本研究从分析地物偏振光多角度反射物理效应入手,将测量的偏振反射信息结合菲涅尔偏振反射系数计算得到镜面反射部分,并将镜面部分从总的反射信息中分离,研究植被非偏振部分与双向反射模型计算结果之间的拟合程度。

图1、植被与670 nm的测量结果,图中底部为不同植被的反射分布图

通过研究表明,植被偏振反射比可以用来计算镜面反射部分,将这部分镜面反射部分从总反射中减去,那么现有的双向反射模型可以以更高的精度来模拟漫反射部分。这种提升对镜面反射为主的植被覆被具有明显的效果。因此,这也为未来的研究提供了一个参考,即,把偏振反射比当成一种“噪声”排出来提升植被遥感模型的精度,可以将BRF模型计算误差从原来的30%(图2)减少到20%(图3),从而使模型在可见光波段有效的计算植被反射信息。

本研究证明了偏振信息的分离,有助于提升基于反射强度信息为主的研究。这进一步说明偏振遥感作为一种非常有效的探测手段,可以在将来用于地表植被监测研究。

图2、不同BRF模型测量值与模拟值之间的差异分布图,670 nm波段的对比结果。

图3、不同BRF模型测量值与模拟值之间的差异分布图,剥离镜面反射后的结果,670 nm波段的对比结果。

 

      论文链接:http://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7959609/