基于Hapke模型的月表反照率反演

发布时间：2017-12-15 21:19

  本文关键词：基于Hapke模型的月表反照率反演

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【摘要】：月表反照率是研究月球辐射原理的重要光学参数之一，是判别月球矿物含量类别和含量反演的重要依据，也为开展地球卫星探测月球定标及月球的资源开发提供重要的基础条件。 根据国内外地表反照率反演模型，主要有Hapke模型、核驱动BRDF模型及统计模型典型的优缺点及适用性，选择比较广泛应用的Hapke模型反演月表典型区域反照率。Hapke模型是探测月球中最常用的光度模型，，主要表达了月表矿物组成成分、颗粒形状、孔隙度及月表的粗糙度等月表的光学特性。根据卫星所观测的反射率不同，推倒出二向性反射率、二向性反射系数及二向性反射因子等,由此推导出反演反照率的表达式。 月球表面凹凸不平，地形起伏影响遥感观测，在应用遥感数据之前需要进行地形校正。同时,Hapke模型反演反照率的表达式中，只考虑了宏观的粗糙度对其影响，并没有考虑坡度、坡向及周围地形对反照率的影响。基于Sandmeier地形校正模型，分析模型中的参数，推导出宏观地形影响函数、太阳入射辐照度及入瞳辐射亮度。根据太阳波谱和坡度坡向两个基本地形因子，求解模型参数中高程、坡度坡向、太阳直接辐照度、入射角反射角及太阳直射二值因子。对月表特征区域中的月海和第谷撞击坑部分区域进行光谱校正，建立了综合考虑地形影响下的Hapke模型。 应用月船一号(Chandrayaan-1)搭载的Global观测模式下的M3高光谱数据，基于Hapke模型反演月表研究区窄波段的反照率，通过窄波波段获取月表宽波段反照率反演。由于反演地表反照率中窄波向宽波的转换一般都为经验公式，应用大量数据模拟和线性回归，建立转换公式。基于地表反照率的反演，同样建立宽波段反照率与M3高光谱数据中可见光的单波段线性关系式。其中，利用单一波段的入瞳辐射亮度与太阳入射辐照度之比作为线性模拟中的比例系数。反演的典型区域宽波段反照率，与统计模型反演结果，以及其他观测者对月表典型区域应用地基观测仪器测量的结果进行比较验证，分析反演结果，得出考虑地形影响的Hapke模型反演反照率较为准确。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P184.5

【参考文献】

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本文编号：1293457