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三维林分重建方法对辐射传输建模的影响:以温带落叶林为例

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本研究基于两种高度详细的三维林分表示法:三维显式表示法和基于体素的表示法,研究了三维林分重建的不同假设对辐射传输(RT)建模准确性和效率的影响。离散各向异性辐射传输(DART)模型用于RT模拟。分别使用三维显式和基于体素的三维森林场景作为DART模型的结构输入。以三维显式RT仿真为基准,在多种仿真条件下评估了基于体素的RT仿真的准确性和效率。结果表明,对于基于体素的RT模拟:在体素大小为0.1、1和10 m的情况下,在蓝色、绿色、红色和近红外波段,模拟方向反射率的归一化偏差在89%的观察方向上超过5%的公差极限;在体素尺寸为0.2、1和10m的情况下,模拟光谱反照率的归一化偏差在90.5%波长范围内超过了5%的容差极限;对于蓝色、绿色、红色和近红外波段的模拟光谱反照率以及吸收的光合作用有效辐射的比例,在65.3%的体素大小和空间分辨率下,归一化偏差超过5%的容差极限。导致三维显式与基于体素的RT模拟差异的两个主要原因是:(a)空间显式对象和浑浊介质中的光交互差异,以及(b)基于体素和三维显式模型之间3D轮廓的结构差异。然而,在大体素尺寸(>=1m)和粗空间分辨率(>=1 m)下,基于体素的RT模拟在计算效率上大大高于三维显式RT模拟。
关键词
洞穴实验室,辐射传递,森林结构,基于体素的模型,TLS公司,投掷,顶篷反射率,表面反射率,角度分布,面积指数,植被,激光雷达,灯光,树木,校准,验证

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MLA公司
Liu,Chang,et al.“三维林分重建方法对辐射传输建模的影响:温带落叶林的案例研究”地球物理研究杂志-大气,第127卷,第14期,2022年,doi:10.1029/2021JD036175。
亚太地区
Liu,C.,Calders,K.,Meunier,F.,Gastellu‐Etchegory,J.P.,Nightingale,J.,Disney,M.,…Verbeeck,H.(2022)。三维林分重建方法对辐射传输建模的影响——以温带落叶林为例。地球物理研究杂志-大气,127(14). https://doi.org/10.1029/2021JD036175
芝加哥作者日期
Liu、Chang、Kim Calders、Félicien Meunier、J.P.Gastellu‐Etchegory、J.Nightingale、M.Disney、N.Origo、W.Woodgate和Hans Verbeeck。2022.“三维林分重建方法对辐射转移建模的影响”:温带落叶林的案例研究地球物理研究杂志-大气127 (14). https://doi.org/10.1029/2021JD036175。
芝加哥作者日期(所有作者)
Liu、Chang、Kim Calders、Félicien Meunier、J.P.Gastellu‐Etchegory、J.Nightingale、M.Disney、N.Origo、W.Woodgate和Hans Verbeeck。2022.“三维林分重建方法对辐射传输建模的影响:温带落叶林的案例研究”地球物理研究杂志-大气127 (14). doi:10.1029/2021JD036175。
温哥华
1
Liu C、Calders K、Meunier F、Gastellu‐Etchegory JP、Nightingale J、Disney M等。三维林分重建方法对辐射传输建模的影响:温带落叶林的案例研究。地球物理研究杂志-大气。2022;127(14).
电气与电子工程师协会
[1]
C.刘等。,“三维林分重建方法对辐射传输建模的影响?:温带落叶林的案例研究”地球物理研究杂志-大气第127卷,第14期,2022年。
@第{8763918条,abstract={{本研究基于两种高度详细的三维林分表示法:三维显式表示法和体素表示法,研究了三维林分重建的不同假设对辐射传输(RT)建模准确性和效率的影响模型用于RT仿真。分别使用三维显式和基于体素的三维森林场景作为DART模型的结构输入。以三维显式RT仿真为基准,在多种仿真条件下评估了基于体素的RT仿真的准确性和效率。结果表明,对于基于体素的RT模拟:在体素大小为0.1、1和10 m的情况下,在蓝色、绿色、红色和近红外波段,模拟方向反射率的归一化偏差在89%的观察方向上超过5%的公差极限;在体素尺寸为0.2、1和10m的情况下,模拟光谱反照率的归一化偏差在90.5%波长范围内超过了5%的容差极限;对于蓝色、绿色、红色和近红外波段的模拟光谱反照率以及吸收的光合作用有效辐射的比例,在65.3%的体素大小和空间分辨率下,归一化偏差超过5%的容差极限。导致三维显式与基于体素的RT模拟差异的两个主要原因是:(a)空间显式对象和浑浊介质中的光交互差异,以及(b)基于体素和三维显式模型之间3D轮廓的结构差异。然而,在大体素尺寸(>=1m)和粗空间分辨率(>=1 m)下,基于体素的RT模拟在计算效率上大大高于三维显式RT模拟。}},articleno={{e2021JD036175}},author={{刘、张和卡尔德斯、金和梅尼尔、费利西安和加斯特卢·埃切戈里、J.P.和南丁格尔、J.迪士尼、M.和奥里戈、N.和伍德盖特、W.和韦贝克、汉斯}},issn={{2169-897X}},journal={{地球物理研究杂志-大气}},关键词={{cavelab,辐射传输,森林结构,基于体素的模型,TLS,DART,冠层反射率,表面反射率,角度分布,面积指数,植被,激光雷达,光,树,校准,验证}},语言={{eng}},数字={{14}},页数={{27}},title={{三维林分重建方法对辐射传输建模的影响:以温带落叶林为例}},url={{http://doi.org/10.1029/2021JD036175}},体积={{127}},年份={2022}},}
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