修正核驱动模型用于复杂地形区二向反射建模

Bidirectional reflection is a crucial parameter to depict the reflection properties of electromagnetic waves. The modeling and inversion of Bidirectional Reflectance Distribution Function （BRDF） is the theoretical basis for optical remote sensing. The linear semi-empirical kernel-driven model is widely used for describing the BRDF. However, the kernel-driven model are mainly suitable for flat surface, which will lead to large errors over complex mountainous regions if without any modification. The project focus on the analysis about the topographic effects on BRDF and improve the kernel-driven model to suit for rugged terrain. The innovation of this work is a modified kernel-driven BRDF model for sloping surface and low resolution pixel scale,, which can be used to derive BRDF in rugged terrain and is useful for the study of mountain ecologic system and global change...Four contents will be included in this project. The first is to improve the kernel-driven model combined by DEM to fit the BRDF for a single slope surface. The second is the development of the low resolution pixel kernel-driven model in rugged terrain based on the mountain radiative transfer model and the kernel-driven model of a single slope surface. The third one is to make some sensitivity analysis of the proposed modified kernel-driven model. And the last one is the albedo calculation for mountainous area and validate their accuracies.

陆表二向反射作为描述自然界地表反射电磁波特性的重要物理量，其建模与反演是遥感科学的基础。目前核驱动模型被广泛用于陆表BRDF的反演，但由于假设地表平坦，导致无法直接应用于山地条件。项目试图分析复杂地形影响地表BRDF遥感反演的机理，发展改进的山地核驱动模型。与国内外相关研究成果相比，其创新性在于构建的单一坡面核驱动模型以及低分辨率遥感像元核驱动模型适用于山区，对山地生态系统及全球变化研究具有重要意义。..项目拟从以下四个方面开展研究：1)在现有核驱动模型基础上引入DEM，发展单一坡面BRDF核驱动模型。2）基于单一坡面BRDF核驱动模型，采用山地辐射传输及辐射度原理，构建低分辨率像元尺度的山地BRD核驱动模型。3）开展山地BRDF模型的不确定性分析，为山区地表的BRDF和反照率精度评价和真实性检验提供技术支持。4）山区陆表反照率产品及精度验证。

陆表二向反射作为描述自然界地表反射电磁波特性的重要物理量，其建模与反演是遥感科学的基础。目前核驱动模型被广泛用于地表二向反射分布函数（BRDF）的反演，但由于假设地表平坦，导致无法直接应用于山区地形复杂的地表。针对平坦地表发展的核驱动模型无法精确拟合山区陆表二向反射的问题，项目开展了山区地表二向反射特性核驱动模型研究，严格定义了山区地表二向反射模型的数学表达、构建了山区地表二向反射特性模型体系、发展了山区地表二向反射核驱动模型、开展了二向反射模型和反照率验证。.项目主要取得了如下成果：1）提出了山区二向反射率分布函数的数学定量表达，将平坦地表定义的二向反射分布函数扩展至山区地表，为山区地表定量遥感应用提供重要理论基础。2）发展了山区多尺度二向反射物理模型，实现了高精度单一坡面和复合坡面的多尺度多角度二向反射模拟。3）依据单一坡和复合坡特征，形成了单一坡和复合坡一体化的核驱动模型，减少了山区地表BRDF模型反演误差。4）针对山区反照率验证的尺度问题，发展了山区地表反照率尺度转换方法，验证了典型反照率产品精度。.项目共发表论文15篇，其中在RSE、TGRS和JGR，国内IDJE等期刊上发表SCI论文14篇，在遥感学报上发表论文1篇。