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水体辐射传输方程是复杂的微积分方程,只能利用数值方法求解,如Monte Carlo光线追踪法、不变嵌入法、离散坐标法等,其中,Monte Carlo方法是目前解决水体水下光场三维问题的唯一有效方法.根据辐射传输理论,开发了水下光场的Monte Carlo模拟模型,主要包含大气、水-气界面、层化水体和水底边界4个模块.实现了模拟任意太阳角度、不同水体固有光学属性和任意深度条件下,考虑大气、粗糙水面和水底边界的水下光场,能够获取辐亮度、辐照度等辐射量的空间分布.该模型暂不考虑Raman散射、偏振、内部光源的影响.实现了GPU加速水下光场Monte Carlo模拟,并用Mobley等提出的海洋光学标准问题中的问题1~6进行验证.在两种计算环境下,通过对不同边界条件下的CPU、GPU运行时间及加速比的对比,发现GPU计算可以达到几百至上千倍的加速比. 相似文献
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本文利用新的太阳EUV辐射资料、中性大气结构模式及大气成分的吸收及电离特性,计算了100—200km大气的光电离率随高度、太阳天顶角及太阳活动的变化,求得了E-F_1谷的变化特征;利用完整的光化模式求得了电子密度随太阳天顶角的变化及对太阳活动的响应,并与IRI模式作了比较.结果表明,1.太阳活动指数与光电离率间的相关关系一般为正,但在一定的高度范围内,或在天顶角大于临界值X_(cr)=60°时,两者之间可出现负相关;2.太阳活动明显地影响E-F_1谷高与谷厚,当天顶角不变时,谷高与谷厚均与太阳活动成正相关;3.本模式与IRI间的偏差因子明显随高度及太阳天顶角而变化. 相似文献
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本文利用新的太阳EUV辐射资料、中性大气结构模式及大气成分的吸收及电离特性,计算了100-200km大气的光电离率随高度、太阳天顶角及太阳活动的变化,求得了E-F1谷的变化特征;利用完整的光化模式求得了电子密度随太阳天顶角的变化及对太阳活动的响应,并与IRI模式作了比较.结果表明,1.太阳活动指数与光电离率间的相关关系一般为正,但在一定的高度范围内,或在天顶角大于临界值Xcr=60°时,两者之间可出现负相关;2.太阳活动明显地影响E-F1谷高与谷厚,当天顶角不变时,谷高与谷厚均与太阳活动成正相关;3.本模式与IRI间的偏差因子明显随高度及太阳天顶角而变化. 相似文献
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作者应用Dobson臭氧光电分光光度计进行低太阳观测时,发现直射光路上总光强比值随太阳天顶角的变化发生两个逆转。随着臭氧总量的增大或者波长的減小,逆转点的天顶角变小。作者同时考虑直射太阳光和散射光,定性地解释逆转原因及其随波长、臭氧总量的变化。 相似文献
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秋季太湖水下光场结构及其对水生态系统的影响 总被引：3，自引：1，他引：2
水生态系统中光能的分配很大程度上决定了水生态系统的结构和功能,利用2007年11-12月太湖水体光学特性和组分浓度数据,对秋季太湖水下光场结构特征和水体组分光竞争能力的表征光学量(漫衰减系数、平均余弦)和影响因素(吸收系数比重)进行了分析研究.结果表明,秋季太湖水下辐照度呈现单峰分布,最高值为583nm左右:根据Kd可将黄质和非色素物质主导程度的强弱分为弱、较强、强三个等级;Kd(PAR)平均值为4.61±1.54m-1,水体真光层厚度平均值为1.11±0.35m;太湖水下光场的光能主要分布在青光和黄绿光波长范围内,约占总能量的60%,蓝光和红光波长范围内的能量约占30%,这样的光谱结构有利于铜绿微囊藻和斜生栅藻的生长. 相似文献
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2010年春季至夏季在中山站附近的固定冰面开展了固定冰反照率观测.在春夏过渡期,观测期间的表面反照率呈下降趋势,平均反照率从9月的0.80下降到12月的0.62,整个观测期间的平均值为0.70.雪厚是影响反照率变化的重要因子,融化前期的反照率受表面温度影响较大,干雪期反照率对表面温度并不敏感.降雪可通过增加表面雪厚和减小表面积雪粒径显著增加反照率,云层则可通过吸收入射太阳光中的近红外波段增加反照率,降雪和阴天反照率可比晴天观测平均增加0.18和0.06;吹雪则可通过改变积雪光学厚度导致反照率发生显著变化.受太阳天顶角变化和积雪变性的共同影响,晴天或少云时的反照率在上午随太阳天顶角呈准线性递减,下午则几乎不发生变化;最高值、最低值分别出现在凌晨和下午.本文提出了一组分别表述厚干雪、薄干雪和湿雪反照率日变化的参数化方案,通过太阳天顶角的线性函数隐式考虑进了积雪变性的影响.相比常数反照率方案,该参数化方案能有效提高对反照率日变化的估算能力. 相似文献
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基于ISC地震记录,利用天体动力学中二体问题的轨道方程和摄动理论,确定发震时刻太阳在地面的投影点位置,并进一步计算出太阳相对震中的地心天顶距,将地震按天顶距的大小进行统计,得到地震的太阳天顶距地震频度分布。同样的方法,可得地震的月球天顶距地震频度分布。统计发现:地震的太阳天顶距地震频度和月球天顶距地震频度分布表现出一致的规律性,且较大地震和小地震的活动规律不同,较大地震丛集发生在太阳(月球)天顶距0°和180°附近,与地面引潮力的绝对值分布有较好的一致性;而小地震多丛集在太阳(月球)天顶距60°和120°附近。在此基础上,我们对地震的日月天顶距同时进行统计,建立了日月天顶距地震概率密度分布,结果表明,日月投影点及其对蹠点周围,较大地震发生的概率较高。 相似文献
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裂缝介质横波分裂时差影响因素定量研究 总被引：1，自引：0，他引：1
裂缝介质数值模拟是研究裂缝型油藏各向异性及裂缝检测的关键.横波分裂现象是波在各向异性介质中传播的一个显著特征,横波分裂时差能够反映地下裂隙密度和介质物性等信息.本文给出二维均匀TTI介质在不同极化角度下的横波群速度公式,进而得到偏移距表征的横波分裂时差表达式;同时采用二维三分量交错网格高阶有限差分方法模拟不同极化角度下的三分量炮记录,与理论值对比分析,定量研究分裂时差与极化角、偏移距、各向异性参数的关系,得到如下主要结论:1)在不同各向异性强度下,横波分裂时差与极化角呈现不同的变化规律,而快慢横波振幅比与极化角的关系不受各向异性强度的影响;2)从能量角度,在45°～55°极化角内,横波传播的能量对比最强,是观测横波分裂的最佳角度范围;3)表征各向异性强度的三个参数中γ对横波分裂时差的影响最大,其从0变化到0.3,分裂时差增幅达432.4%. 相似文献
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文采用球坐标下2.5维理想MHD模型,对日球子午面内方位磁场扰动的传播进行数值模拟,重点分析它对行星际磁场螺旋角的影响. 本文认为,观测到的行星际磁场螺旋角大于Parker模型的预言值,是太阳表面不断向行星际发出同向方位磁场扰动的结果;太阳较差自转在太阳内部产生的方位磁场为这类扰动提供了源头. 模拟结果表明,采用持续时间等于周期的十分之一、扰动幅度为103nT量级的正向方位磁场扰动,就可使1 AU处行星际磁场的螺旋角增加2°左右,与有关观测结果相符. 模拟结果还表明,上述方位磁场扰动对日球子午面内的太阳风特性和磁场位形的影响基本上可以忽略. 相似文献
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基于叶绿素荧光峰特征的浑浊水体悬浮物浓度遥感反演 总被引：4，自引：0，他引：4
内陆水体光学特性复杂,其水质参数遥感反演是当前环境遥感研究的热点与难点.2004年10月在太湖实测了67个站点的遥感反射率与相应站点水质参数浓度,通过对水体反射率光谱的分析发现,秋季太湖悬浮物主导了水体光学特性,叶绿素荧光峰的特征主要体现为悬浮物浓度的变化.据此建立了基于水面实测岛光谱遥感反射率数据的叶绿素荧光峰特征与悬浮物浓度之间的拟合关系,发现二者具有很好的响应关系.具体分析了叶绿素荧光峰绝对高度、基线高度、归一化高度(分别归一化到560nm附近最大反射率波段与近红外810nm附近最大反射率波段)及荧光峰积分面积(包括积分总面积、基线以下面积与基线以上面积)等儿种光谱特征与悬浮物浓度之间的关系,其相关系数(R2)分别为0.8822、0.7483、0.8901、0.8547、0.8927、0.8877、0.8632,平均相对误差分别为27.25%、41.03%、27.11%、25.75%、24.91%、25.47%、27.54%.总体反演精度较高,其中总积分面积法效果最好,基线高度法效果最差,而叶绿索荧光峰波段的位移与悬浮物浓度之间不存在明显的相关性.研究结果表明叶绿素荧光峰特征在浑浊内陆水体悬浮物浓度信息提取中具有很好的应用前景,该方法可为浑浊的二类水体悬浮物遥感反演提供了一个新思路. 相似文献
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2004年10月现场测量了太湖水体的遥感反射比、后向散射系数以及其他必要参数,实验室测量了水体的悬浮颗粒物质浓度.首先把太湖划分为3个大区,即遥感反射比受湖底影响的区域(影响区)、不受湖底影响的区域(非影响区)以及可能受湖底影响的区域(可能影响区),然后再把太湖分为高混浊、中混浊、低清澈以及高清澈等4类水体类型,分别列出了各种水体区域类型的相关属性数据.在整个太湖区域范围内,建立了后向散射和悬浮颗粒物质浓度的经验回归模型;仅在非影响区内,建立了遥感反射比和后向散射的经验回归模型,并可以利用悬浮颗粒物质浓度直接估测遥感反射比.最后详细分析了模型的精度. 相似文献
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Modeling the land surface reflectance for optical remote sensing data in rugged terrain 总被引：1，自引：0，他引：1
A model for topographic correction and land surface reflectance estimation for optical remote sensing data in rugged terrian is presented.Considering a directional-directional reflectance that is used for direct solar irradiance correction and a hemispheric-directional reflectance that is used for atmospheric diffuse irradiance and terrain background reflected irradiance correction respectively,the directional reflectance-based model for topographic effects removing and land surface reflectance calculation is developed by deducing the directional reflectance with topographic effects and using a radiative transfer model.A canopy reflectance simulated by GOMS model and Landsat/TM raw data covering Jiangxi rugged area were taken to validate the performance of the model presented in the paper.The validation results show that the model presented here has a remarkable ability to correct topography and estimate land surface reflectance and also provides a technique method for sequently quantitative remote sensing application in terrain area. 相似文献
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太湖水体的后向散射概率 总被引：1，自引：0，他引：1
假设2004年10月太湖水体的吸收系数和遥感反射比的测量误差为0,利用生物光学模型,通过优化算法,在光学深水区模拟获得水体的后向散射系数,然后通过后向散射概率和颗粒物后向散射系数之间的定量关系,获得水体中可能真实的颗粒物后向散射概率结果表明,太湖水体的颗粒物后向散射概率不是一个定值,可以表示为波长的二次函数,在442、488、532、589、676和852nm处分别为0.017、0.017、0.027、0.033、0.054和0.094,均值为0.041,标准偏差为0.030。 相似文献
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邱金桓 《中国科学D辑(英文版)》2001,44(4):298-306
An exact and available model on bidirectional reflectance surface-atmospheric coupled radiation is of great significance for spaceborne remote sensing application. Based on the physical process of interaction of solar radiation with the surface and the atmosphere, a new model on bidirectional reflectance surface-atmospheric coupled radiation is developed in this paper. As shown in numerical simulation, this model is evidently better than the 6S model. The standard error among 110112 sets of upward radiance data calculated by this new model is only 0.49%, which is about one fourth of the one by 6S. In the condition of the solar zenith angle θs⩽75° and the viewing angle θ v⩽ 60°, the error by the new model is usually smaller than 2.5%. 相似文献
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J. M. Jaquet F. Schanz P. Bossard K. Hanselmann F. Gendre 《Aquatic Sciences - Research Across Boundaries》1994,56(3):263-303
Bio-optical measurements were carried out on eutrophic Lake Zug and oligotrophic Lake Lucerne, to provide data and models for thein situ calibration of multispectral imagery collected in 1991, during an AVIRIS flight over Central Switzerland.The results indicate that Secchi depth, chlorophyll and total suspended solid concentrations, vertical extinction coefficient, absorption coefficient and irradiance reflectance in the PAR region can be used to discriminate between the two lakes. Dissolved organics concentration, scattering and total attenuation coefficients estimates, as well as backscattering probability, are less acceptable, because of instrumental limitations.Relationships between optical and water quality parameters were investigated and found to behave according to accepted theoretical frameworks. Both lakes exhibited vertical and horizontal heterogeneities in chlorophyll and turbidity, and had contrasting mean bio-optical characteristics: although suspended solid concentrations were similar, transparency was lower in Lake Zug, but reflectance was substantially higher in Lake Lucerne. Water colour determined by chromaticity analysis was blue-green in Lake Lucerne and green in Lake Zug.Reflectance spectra simulated through a three-component optochemical model did not completely match those derived fromin situ measurements, because of lack of site-specific optical cross-sections for suspended minerals and dissolved organics.The monitoring of water quality in subalpine lakes by remote sensing, both with present and future technology, is discussed and considered as possible, provided that their optical behaviour is known, and preferably expressed by a valid optochemical model. 相似文献
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2008年11月、2009年4月,分别对太湖水体以及2009年6月对巢湖水体进行野外实验.对太湖水体遥感反射率进行因子分析,并利用遥感反射率的不同因子,对叶绿素和总悬浮物浓度进行反演,并对反演因子的普适性进行验证.利用第一因子反演太湖春季叶绿素浓度,平均相对误差为22.1%,均方根误差为3.48g/L,利用该方法反演巢湖、太湖秋季水体的叶绿素浓度没有取得较好的效果;利用第二因子反演太湖春季总悬浮物浓度,平均相对误差为13.9%,均方根误差为11.33mg/L,利用该因子反演巢湖、太湖秋季水体的总悬浮物浓度同样取得较好效果.结果表明:利用遥感反射率的第一因子对叶绿素浓度进行反演,该方法不具有普适性;利用遥感反射率的第二因子对总悬浮物浓度进行反演能取得较好的结果,此方法具有一定的普适性. 相似文献