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三种植被冠层二向反射分布函数模型的比较
植物生态学报
2012, 36 (1):
55-62.
DOI: 10.3724/SP.J.1258.2012.00055
随着定量遥感技术的发展, 描述森林冠层二向反射分布函数(BRDF)的机理模型越来越多。该研究采用3种植被冠层BRDF模型——DART模型、4SCALE模型和MGEOSAIL模型, 模拟了不同郁闭度样地在红光、近红外波段各个观测角度下的场景反射率, 并比较分析了不同BRDF模型的适用性和局限性。结果表明: MGEOSAIL模型只适于模拟样地郁闭度较小、林木个体较大条件下的场景反射率, 且热点效果不十分明显; DART模型和4SCALE模型适于任何郁闭度条件下的场景反射率的模拟, 并且精度较高; 4SCALE模型模拟的场景反射率介于DART模型模拟的1次散射与5次散射之间。这3种模型在模拟近红外波段的场景反射率时, 均存在“碗边”效应。 ![]() View image in article
图2
红光波段(670 nm) DART、4SCALE和MGEOSAIL模型模拟的落叶松纯林大样地场景反射率。
正文中引用本图/表的段落
对郁闭度为0.7的落叶松纯林大样地, 采用DART模型、4SCALE模型和MGEOSAIL模型, 分别模拟场景在红光波段(670 nm)、近红外波段(865 nm)各个角度上的反射率值(图2, 图3), 并用实测冠层各个角度反射率进行验证。从图2可以看出, 采用DART模型模拟场景在红光波段1次散射和5次散射得到的反射率值基本一致, 因为在红光波段植被吸收较多, 反射量少, 冠层内部及冠层之间的多次散射值非常小, 可以忽略不计。4SCALE模拟的结果也与DART模型一致, 只是热点处的反射率比DART模型的高一些, 这一结果与实测值相符, 精度为64%。说明4SCALE模型对植被冠层结构描述得更为精确详细, 使得热点效果更加明显。然而MGEOSAIL模拟的场景反射率与另外两个模型差异较大, 热点效果不明显, BRDF值均偏大。其原因: 一是因为MGEOSAIL模型假设树木冠层之间没有重叠, 所以在模拟森林郁闭度较大的样地时, 低估了冠层阴影量, 增大了冠层光照量, 导致最终场景反射率偏高; 二是因为MGEOSAIL计算四分量在不同观测角度下的面积比不够精确, 把树冠当成刚体, 没有考虑树冠孔隙, 导致热点效应不明显。
本文的其它图/表
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