地表遥感辐射特性的可视化分析方法研究及平台开发

论文摘要

目前有很多辐射传输模型可以用来描述地表遥感植被冠层场景,并解释遥感信号在其中的辐射传输特性。由于模型比较抽象,学习和使用不是很方便。以三维植被真实结构模型为基础,采用可视化技术来对植被冠层辐射传输特性分波段进行研究和分析,就显得很有价值。基于此,我们以VC++为编程平台,以OpenGL为编程接口开发出一套“地表遥感辐射特性的可视化分析平台”。本论文在对植被冠层辐射特性进行多波段系统研究和理论创新的基础上,围绕平台开发过程中对计算机模拟模型所作的较大改进进行了系统的阐述,并对其应用前景进行了初步的探索。本平台在模拟场景呈现方面,实现了多渲染效果的植被场景呈现;在可见光和近红外波段辐射特性模拟方面,提出了使用多渲染颜色方法来解决反射辐射亮度分布的可视化呈现的问题;在热红外波段,改进距离倒数平方空间插值算法来提高热红外辐射方向亮温分布图的插值精度。另外,平台还提供了各类有针对性的统计分析可视化图表,为如何解释地物辐射特性时空变化提供分析工具。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 立题依据
• 1.1.1 遥感辐射传输特性及模型的研究意义
• 1.1.2 辐射传输特性中三维可视化的研究意义
• 1.2 国内外相关领域研究现状
• 1.3 平台开发设计方案
• 1.3.1 开发目标
• 1.3.2 需求概述
• 1.3.3 设计思路
• 1.4 技术路线
• 1.5 论文结构
• 第二章 平台数据准备工作
• 2.1 Poly.in 数据文件获取
• 2.2 Drt.dat 数据文件获取
• 2.3 平台对TRGM 软件包的改进
• 第三章 地表地物三维场景的生成和渲染
• 3.1 场景的生成
• 3.2 场景渲染
• 3.2.1 多角度呈现
• 3.2.2 光照效果
• 3.2.3 阴影效果
• 第四章 植被冠层反射辐射亮度的可视化显示
• 4.1 0.47um 蓝光光源照射场景效果
• 4.1.1 场景效果呈现
• 4.1.2 场景效果分析
• 4.2 0.556um 绿光光源照射场景效果
• 4.2.1 场景效果呈现
• 4.2.2 场景效果分析
• 4.3 0.67um 红光照射场景效果
• 4.3.1 场景效果呈现
• 4.3.2 场景效果分析
• 4.4 0.72um 红光照射场景效果
• 4.4.1 场景效果呈现
• 4.4.2 场景效果分析
• 4.5 0.80um 近红光照射场景效果
• 4.5.1 场景效果呈现
• 4.5.2 场景效果分析
• 4.6 0.90um 近红外光照射场景效果
• 4.6.1 场景效果呈现
• 4.6.2 场景效果分析
• 4.7 结论
• 第五章 植被冠层热辐射方向性模拟
• 5.1 方向亮温数据输入
• 5.2 极坐标系统构造
• 5.2.1 极坐标系统设计
• 5.2.2 极坐标系统实现
• 5.3 方向亮温分布图绘制
• 5.3.1 已知方向亮温点的呈现
• 5.3.2 空间插值算法
• 5.3.3 空间插值步骤
• 5.3.4 插值结果验证
• 5.3.5 方向亮温分布彩色图
• 5.3.6 方向亮温分布灰度图
• 5.3.7 方向亮温分布图的动态呈现
• 第六章 模拟结果统计分析
• 6.1 反射辐射强度统计
• 6.1.1 可见光反射辐射强度统计
• 6.1.2 近红外反射辐射强度统计
• 6.2 土壤平面直方图
• 6.3 方向亮温日变化曲线
• 第七章 结论
• 7.1 主要工作
• 7.2 创新点
• 7.3 论文的不足及展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间的研究成果