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浮游植物形态与垂直分布对激光雷达衰减后向散射及退偏振比影响的研究
摘要： 通过专为激光雷达遥感应用优化的矢量化蒙特卡罗辐射传输求解器，研究了激光束在由多层大气、上层海洋及粗糙海面构成的耦合大气-海洋模型中的传播过程。分析了浮游植物形态假设变化及其垂直分布对激光雷达衰减后向散射和退偏振比的影响。本研究将浮游植物颗粒假定为球体、带核球体或随机畸变六面体（含/不含核），并采用先进的光散射计算方法求解非球形/非均匀颗粒的单次散射特性。通过光合有效辐射限制的碳生物量平衡方程显式推导浮游植物的垂直分布，该方程随后与蒙特卡罗求解器耦合。
关键词： 辐射传输、激光雷达、海洋光学、蒙特卡罗方法、浮游植物、净初级生产力、遥感
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于飞行时间矩阵SPAD光电探测器的测深激光雷达潜力统计分析
摘要： 蒙特卡洛方法用于求解考虑水-空气界面影响、海水多次辐射散射贡献以及海底线反射信号的多组分高光学密度水体非稳态激光探测方程。研究获得了配备飞行时间矩阵单光子雪崩二极管（SPAD）光电探测器的单基雷达系统，在不同接收视场角条件下记录的信号功率随水深及海面微波的变化关系。结果表明：当光学水厚度不超过3.5-4米时，海底线最大探测深度为40-50米；在极清澈水体中，当存在水面菲涅尔反射且极限探测深度达40-50米时，来自水体的激光雷达信号动态范围可达7-9个数量级。统计模拟结果显示，现代技术水平可实现面向海水探测的矩阵接收机激光雷达系统，在有利条件下，该系统的回波信号功率可支持40-50米深度的海底探测。
关键词： 海底深度、海洋光学、激光雷达、多次辐射散射
更新于2025-09-23 15:19:57