各类密堆积颗粒表面的二向性反射研究

精确理解小颗粒堆积而成的表层如何向不同方向反射光是定量遥感的重要基本问题之一。二向性反射的控制性实验室测量，即测量对象为单散射性质能够精确计算的小颗粒堆积层，则是能够严格检验各类反射模型表现的有力手段。如果我们能够找到能精确预测测量结果的反射模型，将能够为进行可靠的定量遥感反演提供坚实基础。本项目将对在可见光波段透明和不透明的不同尺寸分布的小球粒堆积层进行二向性反射的实验室测量。通过比较测量结果和各类辐射传输模型和几何光学模型的预测，找出哪种模型能够精确描写密堆积颗粒层的光反射。测量各类人工和天然颗粒样品的二向性反射和偏振特性，寻找各类偏振参数的变化趋势及其可能表征的背散射增强产生机制。研究综合利用反射值和各类偏振比可能获得的散射体信息，并和行星遥感数据对比寻找可能的实际应用。通过大量样品的二向性反射和偏振特性测量，总结二向性反射的殊途同归效应是否普遍存在，以及对遥感反演结果可靠性的影响。

精确理解小颗粒堆积而成的表层如何向不同方向反射光是定量遥感的重要问题之一。本项目经 过3年的研究取得的主要成果如下:(1)对定量遥感界广泛使用的Hapke二向反射模型进行了数值 测试和实验对比研究,通过比较控制性实验测量以及辐射传输模型的精确解,发现在高反照率 介质中,Hapke模型缺乏对颗粒的多重散射各向异性特性进行精确描述的能力;(2)利用月球轨道 器窄角相机(LRO NAC)数据,对在不同太阳入射角和轨道器观测角获取的月球表面影像进行相比 率分析,发现在月面谷Vallis Schröteri侧面上月壤的运动模式并非由撞击熔融引起,而是由 坑壁的碎屑流动产生;(3)研制出高角度分辨率的二向反射谱仪,并利用液晶延迟器实现偏振 的半自动控制,从而使该仪器可对密堆积颗粒层进行偏振二向反射测量,获得部分穆勒矩阵 元,从而获得偏振遥感中最常用到的退偏振度、圆偏振比和线偏振比等参量。