研究目的
提出LESS——一种新型三维辐射传输建模框架,用于模拟非均匀三维场景下的多光谱双向反射因子(BRF)、通量相关数据、传感器图像及热红外辐射,以解决现有模型在计算成本与复杂度方面的挑战。
研究成果
LESS是一个高效的3D辐射传输建??蚣?,能精确模拟双向反射分布函数、热红外图像及大尺度光谱数据。该框架与其他模型及实地测量结果具有良好的一致性,在计算效率和内存使用方面具有优势。其灵活的架构支持未来扩展功能(如激光雷达模拟和GPU加速),是遥感应用领域的有力工具。
研究不足
当前版本的LESS由于计算需求高和采样误差问题,不支持正向模式下的热辐射模拟,不太适合研究含热辐射的辐射收支。此外,该框架可能需要针对超大型场景或实时应用进行进一步优化,其精度取决于输入参数质量和场景重建效果。
1:实验设计与方法选择:
本研究设计了LESS框架,包含输入数据管理、三维景观构建、可视化、辐射传输建模(采用正向光子追踪与反向路径追踪方法)、并行计算及产品处理等???,采用经科学精度适配的蒙特卡洛光线追踪方法。
2:样本选择与数据来源:
使用RAMI实验场景(如离散漂浮球冠层、球柱混合冠层、真实森林样地)及加拿大阿尔伯特亲王国家公园老龄杨树林实地测量数据,包含植被与土壤的结构和光学特性参数。
3:实验设备与材料清单:
采用计算平台(如配备40核处理器与500GB内存的英特尔至强E5-2687W)、软件工具(如Onyx Tree三维建模软件、Mitsuba光线追踪引擎)及光学特性光谱数据库。
4:实验流程与操作步骤:
通过几何基元或三角网格构建三维场景;通过图形界面或Python脚本设置参数;以指定光子/射线数量运行正向或反向模式模拟;处理输出数据计算BRF、辐射亮度或亮温;通过与其他模型及实测数据对比进行验证。
5:数据分析方法:
采用均方根误差(RMSE)和R2等统计指标评估精度;运用可视化工具实现二维/三维展示及像素级对比。
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