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植被BRDF模型的研究及应用

作　者: 武青锋
导　师: 陈萍
学　校: 华中科技大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 植被BRDF FCR模型 PROSPECT模型分阶段反演方法
分类号: TP79
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 35次
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内容摘要

近年来,伴随着光学遥感技术的迅速发展,使得利用光学遥感手段快速、大面积获取农业信息成为可能。但是实际应用中还存在着不少问题,以致于监测精度一直不够理想,其中一个重要的原因就是对植被光学遥感物理模型研究尚不够深入准确。因此本文希望通过对植被二向反射率模型(BRDF,Bidirectional Reflectance Distribution Function )的研究,增强人们对冠层BRDF与植被生化组分和植被冠层结构参数之间联系的认识,进而促进光学遥感在农业信息获取上的应用。本文首先介绍了植被BRDF物理模型的发展状况,以及近年来基于物理模型的一些反演方法的研究进展情况。根据本文研究对象小麦冠层结构的特点,选择了一种适合于小麦冠层的基于辐射传输方程的植被BRDF模型作为研究对象,该模型由快速冠层反射率(FCR,Fast Canopy Reflection)模型、叶片反射率模型(PROSPECT)、椭圆模型以及太阳高度角模型等四个子模型组成。通过实测冠层和叶片数据与模拟数据相比对,对FCR模型和PROSPECT模型的精度进行验证,并分析了误差可能产生的原因。本文所用的植被BRDF模型建立于一定的假设条件下,因此模型的模拟数据与观测数据之间多多少少会存在异常。这就导致利用BRDF模型反演植被冠层结构参数和生化组分参数时,如果不加选择的直接使用所有观测数据,势必会导致模型的反演不够精准。针对这种情况,本文构建了一种分阶段反演方法,两个阶段分别利用最小中值平方(LMS)和最小二乘(LS)作为代价函数,结果表明,针对相对物理模型存在异常的观测数据,分阶段反演方法可以对提高模型的反演精度。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 选题意义  8
  1.2 植被BRDF 模型研究现状  8-10
  1.3 物理模型反演的研究现状  10
  1.4 本文的主要研究内容  10-12
2 植被BRDF 模型组成及实现  12-34
  2.1 叶片光谱模型  12-16
  2.2 椭圆模型  16-17
  2.3 太阳高度角模型  17-18
  2.4 植被冠层光谱模型  18-33
  2.5 本章小结  33-34
3 植被BRDF 模型的验证  34-46
  3.1 评价标准  34-35
  3.2 PROSPECT 模型的验证  35-40
  3.3 FCR 模型的验证  40-45
  3.4 本章小结  45-46
4 植被BRDF 模型反演  46-58
  4.1 反演原理  46-47
  4.2 反演参数敏感性分析  47-50
  4.3 植被BRDF 模型反演  50-57
  4.4 本章小结  57-58
5 总结及展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-64

植被BRDF模型的研究及应用

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