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面向LAI反演的参数化SAILH模型

遥感学报 2010年第6期14卷 1182-1195页

作者：李静阎广建穆西晗遥感科学国家重点实验室北京师范大学北京师范大学地理学与遥感科学学院北京100875

建立了一种基于植被冠层辐射传输模型SAILH的参数化模型。该模型首先对SAILH模型中用到的9个中间变量的计算过程进行简化,然后用一个明确的表达式计算光照冠层的单次散射贡献。分别用模拟数据和2008年黑河地区星-机-地同步实验中获取的... 详细信息

建立了一种基于植被冠层辐射传输模型SAILH的参数化模型。该模型首先对SAILH模型中用到的9个中间变量的计算过程进行简化,然后用一个明确的表达式计算光照冠层的单次散射贡献。分别用模拟数据和2008年黑河地区星-机-地同步实验中获取的地面测量数据对该参数化模型的反演精度和效率进行了评价。评价结果表明该参数化模型能在保证反演精度的基础上极大的提高反演效率;利用模拟数据进行的模型稳定性评价表明,参数化模型的稳定性优于SAILH模型。

关键词： SAILH模型参数化 LAI反演

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辐射物理量概念介绍

遥感学报 2023年第10期27卷 2445-2448页

作者：阎广建谢天穆西晗北京师范大学地理科学学部遥感科学国家重点实验室北京100875

1背景定量遥感研究的前提是量化遥感传感器接收的电磁波信息。遥感传感器通过获取从目标物反射和辐射的电磁波能量来得到所需的信息,所以遥感探测通常意义上指的是对电磁波辐射能量的测定。物理学把某个物理量在空间中的分布称为场,如... 详细信息

1背景定量遥感研究的前提是量化遥感传感器接收的电磁波信息。遥感传感器通过获取从目标物反射和辐射的电磁波能量来得到所需的信息,所以遥感探测通常意义上指的是对电磁波辐射能量的测定。物理学把某个物理量在空间中的分布称为场,如温度场、引力场、电场、磁场等。电磁波辐射能量在空间中的分布被称为辐射场。几乎所有物体都可以作为产生辐射场的辐射源,因为任何温度大于绝对零度的物体,都以电磁波的形式向周围辐射能量,并且几乎所有物体都可以反射外界辐射。

关键词：电磁波辐射遥感传感器绝对零度遥感探测辐射能量引力场电磁波能量辐射场

基于几何标记模型参数反演的作物株形敏感性分析

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光谱学与光谱分析 2009年第9期29卷 2555-2559页

作者：赵春江黄文江穆西晗王锦地王纪华国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 北京师范大学遥感科学国家重点实验室北京100875

传统的利用冠层反射光谱和光谱指数进行叶面积指数反演时,株形(利用平均叶倾角ALA等指标来表征)对叶面积指数的反演精度存在较大的影响,使得利用遥感手段进行作物长势监测和肥水调控决策时,株形因素不容忽略,以免造成遥感监测精度不高... 详细信息

传统的利用冠层反射光谱和光谱指数进行叶面积指数反演时,株形(利用平均叶倾角ALA等指标来表征)对叶面积指数的反演精度存在较大的影响,使得利用遥感手段进行作物长势监测和肥水调控决策时,株形因素不容忽略,以免造成遥感监测精度不高。研究首先利用模拟作物冠层反射光谱的PROSAIL模型将影响作物冠层光谱的叶面积指数等其他参数保持不变的情况下,分析了ALA对作物冠层反射光谱的影响;并基于半经验的几何光学模型对作物株形对冠层光谱影响的不同波段受到ALA变化的敏感性进行了定量分析,对于研究如何消除株形影响,提高遥感反演作物长势和叶面积指数的精度和提高作物大面积、快速遥感肥水调控决策水平具有重要意义。

关键词：几何光学模型株形敏感性平均叶倾角

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高光谱传感器光谱性能参数反演与反射率恢复

光谱学与光谱分析 2010年第10期30卷 2714-2718页

作者：王天星阎广建任华忠穆西晗北京师范大学地理学与遥感科学学院遥感科学国家重点实验室北京100875

在轨高光谱传感器光谱性能参数的准确定标是数据定量应用的基本前提。文章在前人基础上,综合优化算法,实现了在不需要实测地表反射率的情况下,同时反演高光谱传感器中心波长与半值波宽(fullwidth at half maximum,FWHM)。基于模拟数据... 详细信息

在轨高光谱传感器光谱性能参数的准确定标是数据定量应用的基本前提。文章在前人基础上,综合优化算法,实现了在不需要实测地表反射率的情况下,同时反演高光谱传感器中心波长与半值波宽(fullwidth at half maximum,FWHM)。基于模拟数据的研究结果显示,该方法在光谱性能参数偏移5 nm时,中心波长反演误差小于0.1 nm,FWHM误差小于0.7 nm。将该方法应用于Hyperion数据,结果显示,Hype-rion在VNIR谱段存在明显的smile效应,在整个CCD阵列范围内,其中心波长的偏移量在-2~2 nm之间,FWHM偏移在-0.2~0.5 nm之间;在SWIR谱段smile效应不明显,其中心波长偏移3 nm左右,FWHM偏移在-2^-3 nm之间。最后在光谱重定标基础上,对Hyperion进行了大气校正,反演了不受大气及定标参数影响的地表反射率。经光谱重定标,在大气吸收波段周围由光谱定标参数变化导致的反射率突变得到了抑制。

关键词：光谱定标中心波长半值波宽(FWHM) MODTRAN Powell算法 Hyperion

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规则林地覆盖度照相测量法的精度分析

农业工程学报 2013年第19期29卷 152-158页

作者：赵继强谢东辉孟夏穆西晗阎广建北京师范大学地理学与遥感科学学院遥感科学国家重点实验室北京100875

为定量研究照相法测量规则林地覆盖度中采样策略、相机非垂直拍摄等因素对覆盖度计算结果的影响,该文对河北怀来的一片梨树林进行了实地测量,通过对测量数据的统计计算,利用植被结构生成软件Onyx tree professional重建梨树林场景,采用... 详细信息

为定量研究照相法测量规则林地覆盖度中采样策略、相机非垂直拍摄等因素对覆盖度计算结果的影响,该文对河北怀来的一片梨树林进行了实地测量,通过对测量数据的统计计算,利用植被结构生成软件Onyx tree professional重建梨树林场景,采用基于物理的光线追踪算法模拟相机拍摄的照片,提出了规则林地覆盖度照相法测量的采样方案,并通过计算机模拟检验了采样方案。通过精确控制模拟相机的拍摄条件,进一步分析了非垂直拍摄对测量精度的影响。结果表明,相机的非竖直拍摄对覆盖度计算结果的精度有较大的影响,误差最大可达27.9%。该文提出的测量方案为规则林地的覆盖度实地测量提供了参考。

关键词：遥感采样方案。计算机模拟覆盖度照相法

基于多时相GF-6遥感影像的水稻种植面积提取

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农业工程学报 2021年第17期37卷 189-196页

作者：张悦琦李荣平穆西晗任鸿瑞太原理工大学测绘科学与技术系太原030024 北京师范大学遥感科学国家重点实验室北京100875 中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166

为获取高精度水稻种植面积提取方法和分析红边信息在作物识别能力上的优越性,该研究选取辽宁省盘锦市为研究区域,利用2020年水稻关键物候期的多时相高分6号宽幅相机(GF-6 WFV)遥感影像,构建归一化植被指数(Normalized Difference Vegeta... 详细信息

为获取高精度水稻种植面积提取方法和分析红边信息在作物识别能力上的优越性,该研究选取辽宁省盘锦市为研究区域,利用2020年水稻关键物候期的多时相高分6号宽幅相机(GF-6 WFV)遥感影像,构建归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、归一化水体指数(Normalized Difference Water Index,NDWI)、比值植被指数(Ratio Vegetation Index,RVI)和归一化差异红边1指数(Normalized Difference Red-Edge 1 Index,NDRE1),根据各地物类型进行时序分析,在获得水稻面积粗提取结果的基础上对其他地类进行掩膜,准确提取水稻种植面积。对2020年盘锦市水稻提取结果进行精度分析,结果表明,基于实测数据进行精度验证的总体精度为94.44%,基于目视解译数据进行精度验证的总体精度和Kappa系数分别为95.60%和0.91。根据目视解译数据对有无红边波段参与的水稻提取结果进行对比分析可知,红边波段的引入使总体分类精度、水稻制图精度和Kappa系数分别提高了3.20个百分点、6.00个百分点和0.06。该研究证明红边波段可以有效降低作物的错分、漏分情况,对水稻精准估产和丰富农作物遥感监测方法具有重要作用,显示出国产红边卫星数据在作物分类、面积提取方面具有巨大应用潜力。

关键词：遥感作物分类面积提取水稻高分六号卫星红边波段

光学遥感影像表观辐亮度地形效应纠正物理模型

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遥感学报 2009年第6期13卷 1030-1046页

作者：史迪阎广建穆西晗北京师范大学地理学与遥感科学学院遥感科学国家重点实验室北京100875

针对已有地形纠正方法的不足,在山区辐射传输模型简化的基础上,提出了水平地面上接收到的漫射辐射与垂直于太阳方向表面接收的直射辐射比例因子的概念,建立了仅需要太阳角度信息和大气模式作为输入参数,主要针对地形效应本身进行纠正的... 详细信息

针对已有地形纠正方法的不足,在山区辐射传输模型简化的基础上,提出了水平地面上接收到的漫射辐射与垂直于太阳方向表面接收的直射辐射比例因子的概念,建立了仅需要太阳角度信息和大气模式作为输入参数,主要针对地形效应本身进行纠正的简单纠正模型,可以将复杂地形区光学遥感影像表观辐亮度纠正为无地形影响的水平地表辐亮度,并以TM影像为例进行了实验验证。

关键词：地形纠正表观辐亮度物理模型气溶胶光学厚度 6S

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叶面积指数间接测量方法

遥感学报 2016年第5期20卷 958-978页

作者：阎广建胡容海罗京辉穆西晗谢东辉张吴明北京师范大学地理学与遥感科学学院遥感科学国家重点实验室环境遥感与数字城市北京市重点实验室北京100875

叶面积指数是对地遥感的关键参数。间接测量法快速高效,已广泛应用于叶面积指数的地面测量和遥感验证中,服务于众多行业和领域,表现为论文被引数远远大于发文数。从理论基础、代表算法、测量仪器、影响因素几个方面全面总结了叶面积指... 详细信息

叶面积指数是对地遥感的关键参数。间接测量法快速高效,已广泛应用于叶面积指数的地面测量和遥感验证中,服务于众多行业和领域,表现为论文被引数远远大于发文数。从理论基础、代表算法、测量仪器、影响因素几个方面全面总结了叶面积指数间接测量方法的发展和现状,指出聚集/尺度效应、叶倾角分布、木质组分、地形效应是影响测量精度的关键因素,针对这些影响因素对未来发展方向进行了展望。

关键词：叶面积指数间接测量聚集效应尺度效应叶倾角分布木质组分地形效应

基于计算机模拟模型LESS的落叶松林木质元素影响分析

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遥感学报 2021年第5期25卷 1138-1151页

作者：许月谢东辉漆建波阎广建穆西晗张吴明北京师范大学地理科学学部遥感科学与工程研究院遥感科学国家重点实验室北京100875 北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083

目前大部分植被辐射传输模型在模拟太阳辐射与植被之间的相互作用过程时,将植物结构进行了简化,只保留了叶片的结构和空间分布特征,而忽略了木质元素(枝干等)对冠层反射特性的影响。计算机模拟模型LESS能够充分考虑植被的多种组分光谱... 详细信息

目前大部分植被辐射传输模型在模拟太阳辐射与植被之间的相互作用过程时,将植物结构进行了简化,只保留了叶片的结构和空间分布特征,而忽略了木质元素(枝干等)对冠层反射特性的影响。计算机模拟模型LESS能够充分考虑植被的多种组分光谱和结构特征,精确模拟植被冠层内部的光散射和辐射过程。本文以地面实测数据为基础,发展了以单木为基本单元的复杂森林三维场景重建基本流程;并在重建森林场景基础上,利用计算机模拟模型LESS模拟森林三维场景反射率,对比分析了森林木质元素对冠层反射率的影响。结果表明,忽略木质元素会引起植被冠层反射率模拟的偏差,特别是在近红外波段,在不同叶面积指数(LAI)下,其相对偏差都在40%以上。高空间分辨率是一个会突出木质元素影响的重要因素,随着空间分辨率提高,偏差也随之增大。不同等级枝干结构均对冠层反射率产生影响,即使忽略最小分枝也会引起17.7%(近红外)的估计误差。因此,在进行定量遥感研究中,必须考虑到忽略木质元素引起的偏差,即使是高LAI森林也无法忽视木质元素的影响。特别是在高分辨率遥感图像中,传统的以统计特征代替三维结构分布的辐射传输模型已经无法满足精度的要求。

关键词：辐射传输模型森林反射率木质元素三维重建 LESS