BRDF模型及其反演研究的现状及展望.pdf

第23卷第l期 遥感技术与应用 y扰．23ND．1 NOLOGYANDAPPLlCATl0N F曲．2008 2008年2月 REMOTESENSlNGTECH BRDF模型及其反演研究的现状及展望 刘 佳，范文义 (东北林业大学，黑龙江哈尔滨 150040) 摘要：介绍了二向性反射的物理模型及半经验模型在理论研究中的新进展，并分析了各个模型的优 缺点，为模型选择提供了依据；同时对模型反演的策略和方法及最新研究进展进行了概述。在此基 础上，对实验研究、理论研究以及应用研究中存在的主要问题及目前的一些解决方案进行了分析， 并讨论了遥感反演研究的未来发展方向。 关 键 词：遥感反演；BRDF模型；反演策略及方法；二向反射 43 中图分类号：TP79；O 文献标识码：A 文章编号：1004一0323(2008)01—0104一07 1 引 言 理不清的情况，本文不对此进行介绍。半经验模型 综合了经验模型与物理模型的优点，模型参数虽然 地球表面物体对太阳短波辐射的反射和散射是 是经验参数，但具有一定的物理意义。物理模型研 属于非朗伯体性质的，即地物与电磁波的相互作用 究得最为深入，理论基础完善，代表着BRDF模型 并非是各向同性，而是具有明显的方向性。人们早 研究的主流方向，其模型参数具有明确的物理意义， 已观察到这种现象，在20世纪70年代，Nicodemus 并对光与地表物体的作用机理进行了数学描述，主 提出了二向反射分布函数(BRDF)的精确定义，然 要有辐射传输模型、几何光学模型、混合模型和计算 而直到20世纪80年代其产生机理的研究才受到重 机模拟模型4类。 视。BRDF模型的研究也是在近20多年来取得了 2．1 物理模型 长足的进展，出现了各种不同复杂程度、各具特色和 2．1．1辐射传榆模型 优势的模型。 辐射传输模型的理论基础和核心是辐射传输方 大量事实证明，在地表物体中，植被的二向反射 程，它把植被冠层近似分解为无限大的水平均匀的 特性尤为显著。多年来，以植被为地面目标，研究植 薄层，通过引入光学路径和散射相函数的概念，来求 被的结构特征与植被表面的二向反射分布特征之间 解辐射传输方程，推算辐射与冠层相互作用，由此解 的关系，建立起的数学物理模型，已经形成研究体 释辐射在冠层中的传输机理，进而得到冠层及下垫 系。这些模型即为BRDF模型，模型的建立是反演 面对入射辐射的吸收、透过和反射的方向、分布和光 的先决条件，反演却更具应用价值，也是遥感从定性 谱特性。辐射传输模型的优点在于，能考虑多次散 走向定量的必然发展结果。定量遥感不仅要进行遥 射作用，对