不同浓度的LAS的多角度偏振反射光谱研究

本文以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为主要实验样品,利用偏振二向性反射光度计探究不同浓度的直链烷基苯磺酸盐(LAS)的偏振反射光谱特性与探测方位角、光线入射天顶角、探测天顶角、偏振角、波段间的关系,并与一种家用洗衣粉及蒸馏水的偏振反射光谱曲线作比较．结果表明,LAS溶液的浓度、观测时的几何条件和波段是影响LAS溶液偏振反射光谱特性的主要因子,而且不同LAS浓度间的偏振反射光谱特性会随着观测时的几何条件与波段的变化而出现明显差异,这为偏振遥感在环境上的应用奠定了实验基础．     

涂层材料的偏振光谱反射特性分析

绿色涂层是重要的军事伪装材料。本文基于偏振探测理论,通过高光谱反射偏振实验测量,对比分析了深绿与中绿两种涂层材料的反射与偏振特性,得到了它们的二向反射函数、线偏振度随波长的变化规律,以及二向反射函数BRF与线偏振度DOLP之间的相互关系。结果表明:(1)相比近红外波段,两种涂层在可见光波段的BRF差异较明显,镜面反射的探测角较容易区分两种涂层;(2)当入射角不变时,涂层线偏振度随着探测角增大而增大;随着入射角的减少(或镜面反射的探测角减小),深绿与中绿涂层的DOLP差异增大;(3)涂层的BRF与DOLP的变化在400~1000 nm波段具有负相关性。     

偏振遥感的回顾与展望

主要回顾了偏振遥感的产生与发展历程及其在植被、岩矿、土壤、水体等方面的研究成果,并展望了偏振遥感发展的未来。众所周知,传统遥感是将地球视为朗伯体,故采取垂直方式获取地表的二维信息,其目的是为了更有利于对遥感信息进行计算机处理。事实证明,把地球当做朗伯体颇欠合理,来自地球表面的信息具有明显得三维空间分布特征。李小文院士对BRDF进行了深入研究,并取得了令人瞩目的成果。偏振反射与二向性反射是一对孪生姊妹.BRDF主要反映的是光谱的角度信息,而偏振反射不但反映光谱的角度信息,同时也反映光谱的偏振信息。当地表某个部分为朗伯面时,其光谱的角度信息与偏振信息均为零。分析比较偏振遥感与多角度、高光谱遥感以及微波遥感的内在联系与差异,不难发现上述三种遥感是偏振遥感的特例.     

东北农田区土壤的偏振高光谱反射特征及肥力分析

以东北农田区土壤的偏振高光谱反射率为研究对象,从探测天顶角、探测方位角和偏振状态等方面分析研究了土壤的反射光谱特征及其与土壤肥力的关系。结果表明,多角度测量会影响土壤的反射光谱特征,影响主要体现在偏振反射比值上。180°方位角和90°偏振测量时土壤接收的能量多,土壤的偏振反射比大。土壤的肥力与土壤的偏振反射比具有明显的相关性。土壤的肥力综合指数越大,土壤的偏振反射比越低。本实验在保证农田土壤最优的遥感观测状态下,对土壤肥力的质量做了初步判断。这为土壤的多角度偏振高光谱的深入研究提供了一定的理论与实践基础,并能为农作物平衡施肥、精准农业和土壤定量遥感的相关研究提供参考。     

粗糙表面反射偏振特性的研究进展

不同粗糙表面反射偏振特性的明显差异为目标探测与识别奠定了基础，其研究受到不同领域的广泛重视。基于粗糙表面反射原理和反射偏振理论模型，对粗糙表面反射偏振特性的研究进展进行了深入且详尽的归纳与总结。对粗糙表面反射光偏振特性与入射角度、入射光波长、表面粗糙度等属性之间的关系进行了对比分析，并在此基础上对粗糙表面反射偏振特性的应用前景作出了阐述。最后，针对粗糙表面反射偏振研究目前存在的问题与未来发展给出了思考。     

偏振遥感的研究现状及发展趋势

偏振遥感以目标辐射能量的偏振特征作为探测信息,能够很好地分辨目标上低反射区域和目标轮廓,在复杂的背景中提取目标的三维信息,解决传统遥感所不能解决的大气探测和伪装识别方面的问题.本文介绍了偏振遥感的基本原理,详细阐述了偏振遥感仪器、数据处理和目标偏振特征的国内外研究现状,并指出了偏振遥感的未来发展趋势.     

近红外波段无烟煤表面的偏振反射与双向性反射研究

偏振反射是伴随目标双向反射产生的。为了确定无烟煤表面的偏振反射与双向反射之间的定量关系,对无烟煤表面进行了多角度偏振反射测量,并利用偏振度对偏振反射与双向反射进行了分析。研究结果表明,光线入射天顶角对偏振度的影响受粗糙程度与碳含量的控制;随着光线入射天顶角的增大,偏振度会在0°-60°范围内增加;随着无烟煤中碳含量的增加,偏振度也会变大;表面光滑的无烟煤的偏振度大于表面粗糙的无烟煤的偏振度;偏振度可以定量地将反射光中的镜面反射与漫反射分量的比例关系反映出来。通过计算偏振度可以反映出无烟煤自身的性质,也可以更详细地将偏振反射与双向反射之间的关系定量化。     

土壤热红外辐射及其偏振辐射特性影响因素分析

针对目前地面目标热红外通道辐射特性及其偏振辐射特性的遥感探测需求,将五大典型地面目标之一——土壤作为研究对象,并利用地物热红外多角度偏振遥感测量平台及仪器获取了不同因素影响下的土壤热红外多角度热辐射与偏振辐射数据。分别从探测角、方位角、波段、偏振角和土壤类型五个方面研究了土壤的热辐射特性及其偏振辐射特性。结果表明,当入射光源固定时,土壤的辐射亮度和亮度温度均随探测角的增大而增大;当方位角为180°时,二者均达到最大值;它们随波段变化呈现不同的规律;偏振角以及土壤类型对辐射亮度的影响不显著,而对亮度温度的影响显著。该研究成果可以为开展热红外土壤遥感应用提供新的思路与方法,并可为热红外遥感和偏振遥感的进一步发展提供重要的理论支撑。     

海面油膜的偏振反射特性仿真实验

为了给海面溢油污染识别检测提供理论基础,根据菲涅尔反射公式的偏振反射系数,结合偏振双向反射率因子和粗糙海面的概率密度分布函数,建立了完善的pBRDF模型,仿真在不同太阳入射角度、不同探测器观测角度以及不同海面风速风向等条件下海水和油膜的偏振反射分布函数。结果表明:海水和油膜太阳天顶角为53°和56°时P偏振反射率分别为1.0×10^-5和2.5×10^-5,S偏振反射率随着太阳天顶角的增加而增加;海面风速越大偏振反射率峰值越小;海面风向只改变pBRDF的空间位置;海水和油膜线偏振度空间分布有明显差异。搭建实验平台相机以40°拍摄时,得出海水和油膜的线偏振度分别在0.2~0.4, 0.5~0.7之间,同时表明利用偏振探测获取目标场景的偏振度和偏振角图可提高图像质量。     

花岗岩表面二向性镜面反射分量和漫反射分量的比较研究

偏振反射与二向性反射之间存在着一定的定量关系.通过对不同粗糙程度花岗岩表面偏振反射的测量,计算出它们表面二向性镜面反射分量与二向性漫反射分量的大小,从而定量分析了花岗岩表面粗糙程度对热点与非热点区域两种分量的影响情况.同时通过分析还发现,光线入射天顶角也会对两种分量的大小起到一定的影响,而这种影响的强弱是受到花岗岩表面粗糙程度的控制.     

The bidirectional polarized reflectance model of soil

Soil albedo is a critical parameter affecting the Earth's climate and environment. In remote sensing data, analysis of the soil bidirectional reflectance distribution function (BRDF) has to be known. Several models for bidirectional reflectance over soil have been developed. The Hapke bidirectional reflectance model has been widely used for soil modeling. Polarization of radiation reflected by soil carries important information of soil properties. The polarized light always goes with the bidirectional reflectance. Therefore, polarization reflectance of a ground target carries equivalent important information as bidirectional reflectance. Detecting multiangle polarization information of soil becomes a new method in quantitative remote sensing. In this paper, we analyzed the existence of polarization on the soil surface in a 2/spl pi/ space and compared the bidirectional reflectance with the bidirectional polarized reflectance. We then developed a new polarized BRDF model of soil as the bidirectional polarization distribution function (BPDF) model. The BPDF model helps to improve classification and quantitative analysis of soil.     

红外双向反射率测量应用及研究进展

本文介绍了双向反射分布函数(BRDF)的概念和测量方法。分析并评述了双向双射 率测量在一些领域诸如:植被长势检测、国土资源遥感、环境气候监测及抑制杂散光等方面的应用。最后展望了该技术在现代国防军事领域中的广泛应用前景。     

Definition and invariance properties of structured surface BRDF

The bidirectional reflectance distribution function (BRDF) is used to characterize the directional properties of surface reflectance, but the most recent standardized definition fails to address some important aspects for the structured and varying surfaces encountered in remote sensing. This paper proposes an updated definition of BRDF that is applicable for such surfaces. The updated definition then motivates an examination of the resulting measurement requirements and invariance properties. The conclusion is that structured surface BRDF can be defined in a consistent manner that is an intrinsic surface property, and it does exhibit the usual invariance properties associated with BRDF, such as reciprocity     

Bidirectional NDVI and atmospherically resistant BRDF inversion for vegetation canopy

The normalized difference vegetation index (NDVI) has been widely applied in optical remote sensing. However, it has been demonstrated that NDVI is still partially affected by atmospheric path scattering and bidirectional (illumination and viewing geometry) effects. In this paper we present the benefit of using a bidirectional NDVI, and we discuss the problems in using the maximum NDVI composite method. Based on the assumption that a clear day has a larger NDVI value and a cloudy day has a smaller NDVI value (smaller reflectance in the near-infrared band and larger reflectance in red band due to atmospheric path scattering), the ratio of squared observed NDVI values and calculated NDVI values is used as a weight in our inversion method. The calculated NDVI values are derived from previously inverted bidirectional reflectance distribution functions (BRDFs). The inversion process will loop until all weights converge. Our research on the early Terra/MODIS data using a semiempirical kernel-driven BRDF model (the RossThick-LiTransit model) shows that this new method can improve inversion results whenever some cloudy pixels are not filtered out. As cloud detection and subpixel cloudiness are always a problem, this technique should still be very useful in improving the quality of BRDF inversion.     

粗糙基底上涂层的极化双向反射分布函数

为了有效检测光学基底和镀膜后的光学元件质量,根据微面元电磁散射理论建立了一阶极化光散射模型,推导求解出其极化双向反射分布函数,获得了极化双向反射分布函数PP项与散射角和方位角的三维关系。数值模拟分析了入射角、基底粗糙度及不同涂层厚度对极化双向反射分布函数的影响。数值结果表明:极化双向反射分布函数与入射角、相关长度、均方根高度及涂层厚度均成反比。P极化入射产生的P极化双向反射分布函数强烈依赖于入射角、散射角和方位角。布鲁斯特角的位置随着入射角的增加逐渐向散射方位角小的方向移动。     

核驱动BRDF模型RossThick-LiSparseR与RossThick-LiTransitN 的分析

RossThick-LiSparseR模型和RossThick-LiTransitN模型是两种具有代表性的核驱动模型,可以较好地描述地表的方向反射特性。以大豆地、果园、草地、阔叶林和玉米地五种地物为研究对象,采用变分正则化方法,反演得到了红色波段及近红外波段最优的双向反射分布函数（BRDF）模型参数。对比反演结果,分析了两种模型在不同条件下的优势。结果表明,在红色波段和近红外波段,RossThick-LiSparseR模型的数据拟合能力比较强,反演结果更接近真实值,且稳定性高;两种模型在反演黑空反照率上有相同的优势。     

硅太阳能电池板的光谱BRDF测量及色度特性的研究

实验测量了硅太阳能电池板在380～780 nm内的光谱双向反射分布函数（BRDF）,分析了光谱双向反射分布函数随波长及散射角的变化趋势,将色度学理论和光散射理论相结合,寻找到光散射理论中的双向反射系数与色度学中光谱反射率因数的联系,进而获得了一种通过光谱BRDF测量实现物体色度特性表征的方法。并且采用CIELAB均匀色空间中的明度指数和色品指数、定量地描述了几种入射条件下、不同散射方向上目标样片的颜色特性。将目标样片的光谱双向反射分布函数的研究应用到颜色光学领域中,对目标的探测、识别和颜色复现等具有重要的应用价值。     

钛合金粗糙表面的偏振光及变温BRDF特性

基于红外光谱椭偏仪测得钛合金TC4在298~773 K范围的光学常数,结合Monte Carlo射线跟踪法对钛合金随机粗糙表面的双向反射分布函数(BRDF)进行了研究.分析了不同表面粗糙度、入射光偏振态及温度对钛合金表面BRDF分布的影响.结果表明:偏振光入射下钛合金的BRDF分布随入射角度及表面粗糙度的变化趋势与非偏振光相同;入射平面内粗糙钛合金表面的BRDF随光源偏振态变化与光滑平板具有相同趋势;TE波入射时的BRDF反射峰值大于TM波入射;钛合金粗糙表面的BRDF镜反射峰值随温度升高有下降趋势;在所研究的温度范围内(298~773 K),峰值变化在10.2%以内,温度变化对TM波下钛合金BRDF分布特性的影响大于TE波,且在入射角度增大时影响增大.