Модель переноса излучения DART - DART radiative transfer model

Модель переноса излучения DART
Оригинальный автор (ы)Жан-Филипп ГАСТЕЛЛУ
Разработчики)CESBIO
изначальный выпуск1 января 1992 г. (1992-01-01)
Написано вC ++, Ява, и Python
Операционная система
ЛицензияУниверситет Поля Сабатье
Интернет сайтwww.cesbio.ups-tlse.fr/ дротик/#/

DART (Дискретный анизотропный перенос излучения) является 3D перенос излучения модель, предназначенные для научных исследований, в частности дистанционное зондирование. Модель DART, разработанная в CESBIO с 1992 года, была запатентована в 2003 году. Это бесплатное ПО для научной деятельности.

Общее описание

Модель DART моделирует одновременно в нескольких длинах волн оптического диапазона (например, видимый и инфракрасный) радиационный баланс и изображения с дистанционным зондированием любой сцены Земли (естественная / городская с / без рельефа), для любого направления солнца, любой атмосферы, любое направление взгляда и любой датчик FTM. Он был разработан, чтобы быть точным, простым в использовании и адаптированным для оперативного использования. Для этого он имитирует:

  • Наземный пейзаж.
  • Атмосфера (необязательная симуляция).
  • Радиометрический датчик в космосе или в воздухе (дополнительное моделирование).

Он моделирует любой ландшафт как трехмерную матрицу ячеек, содержащих мутный материал и треугольники. Мутный материал используется для имитации растительности (например, кроны деревьев, травы, сельскохозяйственных культур и т. Д.) И атмосферы. Треугольники используются для моделирования полупрозрачных и непрозрачных поверхностей, составляющих топографию, городские элементы и трехмерную растительность. DART может использовать структурные и спектральные базы данных (атмосфера, растительность, почва, ...). Он включает ЛИДАР режим моделирования.

Общая информация о переносе излучения

Подходы, используемые для моделирования переноса излучения, различаются на 2 уровнях: математический метод разрешения и способ представления среды распространения. Эти два уровня в целом зависимы. Модели переноса излучения часто делятся на 2 категории, связанные с двумя основными способами представления ландшафта: однородное или неоднородное представление. Для моделей, известных как однородные (Idso and of Wit, 1970; Ross, 1981; Verhoef, 1984; Myneni et al., 1989), ландшафт представлен постоянным горизонтальным распределением поглощающих и рассеивающих элементов (листов, ветвей и т. ...). С другой стороны, для моделей, известных как гетерогенные, ландшафт представлен неравномерным пространственным распределением неопределенных элементов ландшафта (North, 1996; Govaerts, 1998).

Моделирование сцены "Земля - ​​Атмосфера"

DART моделирует перенос излучения в системе «Земля-Атмосфера» для любой длины волны в оптической области (короткие волны: видимые, тепловые инфракрасные и т. Д.). Его подход сочетает в себе трассировка лучей и методы дискретных ординат. Он работает с естественными и городскими ландшафтами (леса с разными типами деревьев, зданий, рек и т. Д.), С топографией и атмосферой над и внутри ландшафта. Он имитирует распространение света от солнечного излучения (верхняя часть атмосферы) и / или теплового излучения внутри сцены.

Контекст [1]

Изучение функционирования континентальных поверхностей требует понимания различных энергетических и физиологических механизмов, влияющих на эти поверхности. Например, излучение, поглощаемое в видимой области спектра, является основным источником энергии для фотосинтеза растительности. Более того, потоки энергии и массы на границе «Земля - ​​Атмосфера» влияют на функционирование поверхности и, следовательно, на климатологию.

В этом контексте наблюдение Земли из космоса (т.е. космическое дистанционное зондирование) является незаменимым инструментом в связи с его уникальным потенциалом для обеспечения синоптических и непрерывных съемок Земли в различных временных и космических масштабах.

Сложность изучения континентальных поверхностей возникает из-за сложности задействованных энергетических и физиологических процессов, а также из-за различных временных и пространственных масштабов. Это также происходит из-за сложности спутникового дистанционного зондирования космоса и его связи с величинами, которые характеризуют функционирование Земли. Эти замечания подчеркивают необходимость моделей, потому что только они могут объединять и объединять в единую схему все соответствующие процессы.

Основные ссылки

  • Моделирование переноса излучения в неоднородных трехмерных растительных покровах, 1996, Гастеллу-Эчегорри Дж. П., Демарез В., Пинель В., Загольски Ф., Дистанционное зондирование окружающей среды, 58: 131–156.
  • Модель переноса излучения для моделирования спутниковых изображений с высоким разрешением, Gascon F., 2001, Gastellu-Etchegorry J.P. et Lefèvre M.J., IEEE, 39 (9), 1922–1926.
  • Упражнение по взаимному сравнению моделей переноса излучения (RAMI), 2001, Пинти Б., Гаскон Ф., Гастеллу-Эчегорри и др., Journal of Geophysical Research, Vol. 106, No. D11, 16 июня 2001 г.
  • Построение трехмерной модели отражения в прямом режиме для топографической нормализации изображений с высоким разрешением (1-5 м): этап проверки в лесной среде, 2012 г., Couturier, S., Gastellu-Etchegorry JP, Martin E., Patiño, P ., IEEE, Vol. 51, Number 7, 3910–3921.
  • Извлечение содержания хлорофилла еловых листьев из данных аэрофотоснимков с использованием непрерывного удаления и переноса излучения, 2013 г., Маленовский З., Хомолова Л., Зурита-Милла Р., Лукеш П., Капланд В., Хануш Ю., Гастеллу-Этчегорри Дж. П., Шепман М. Дистанционное зондирование окружающей среды. 131: 85–102.
  • Новый подход к дискретизации направления и передискретизации для трехмерного моделирования анизотропного переноса излучения, 2013, Инь Т., Гастеллу-Эчегорри Дж. П., Лаурет Н., Грау Э., Рубио Дж., Дистанционное зондирование окружающей среды. 135, стр. 213–223
  • Схема переноса излучения в пологе с явным FAPAR для интерактивной модели растительности ISBA-A-gs: воздействие на потоки углерода, 2013 г., Каррер Д., Ружан Дж. Л., Лафон С., Кальвет Дж. К., Бун А., Дечарм Б., Делире С. ., Гастеллу-Эчегорри Дж. П., Журнал геофизических исследований - Биогеонауки, Vol. 118: 1–16
  • Исследование полезности вейвлет-преобразований для инверсии трехмерной модели переноса излучения с использованием гиперспектральных данных для получения данных о лесах LAI, 2013, Банскота А., Винн Р., Томас В., Сербин С., Каяста Н., Гастеллу-Эчегорри Дж. П., Таунсенд П., Дистанционное зондирование, 5: 2639–2659.
  • Эффекты направленного обзора на спутниковые продукты температуры поверхности земли над редкими растительными покровами - мультисенсорный анализ, 2013 г., Guillevic PC, Bork-Unkelbach A., Göttsche FM, Hulley G., Gastellu-Etchegorry JP, Olesen FS и Privette JL, IEEE Науки о Земле и дистанционное зондирование, 10, 1464–1468.
  • Моделирование переноса излучения в системе «Земля - ​​Атмосфера» с помощью модели DART, 2013, Грау Э. и Гастеллу-Этчегри, Дистанционное зондирование окружающей среды, 139, 149–170
  • Четвертое взаимное сравнение моделей переноса излучения (RAMI-IV): квалификационные испытания моделей отражательной способности купола с ISO-13528, 2013, Видловски JL, Б. Пинти, М. Лопатка, С. Атцбергер, Д. Бузица, М. Челле, М. Дисней, Дж. П. Гастеллу-Этчегорри , M Gerboles, N Gobron, E Grau, H Huang, A. Kallel, H Kobayashi, PE Lewis, W Qin, M Schlerf, J Stuckens, D Xie, Journal of Geophysical Research 01/2013 1–22, doi: 10.1002 / jgrd .50497
  • Трехмерное моделирование данных спектрометра изображений: данные: трехмерное моделирование леса на основе данных LiDAR и на местах, 2014 г., Schneider F.D. Лейтерер Р., Морсдорф Ф., Гастеллу-Эчегорри Дж. П., Лаурет Н., Пфейфер Н., Шепман М. Е., Среда дистанционного зондирования, 152: 235–250.
  • Дискретный анизотропный перенос излучения (DART 5) для моделирования с помощью бортовых и спутниковых спектрорадиометров и съемок природных и городских ландшафтов с помощью LIDAR, 2015, Gastellu-Etchegorry JP, Yin T., Lauret N., 2015, Remote Sensing, 7, 1667–1701: doi : 10.3390 / RS70201667.
  • Инверсия модели DART на основе LUT для оценки LAI леса по гиперспектральным данным, 2015, Banskota A., Serbin SP, Wynne RH, Thomas VA, Falkowski MJ, Kayastha N., Gastellu-Etchegorry JP, Townsend PA, IEEE Geoscience and Remote sensing, JSTARS-2014-00702.R1, в печати.
  • Имитация изображений пассивных датчиков с конечным полем зрения путем объединения трехмерной модели переноса излучения и перспективной проекции датчика, 2015, Yin T., Lauret N. и Gastellu-Etchegorry J.P., Remote Sensing Environment, принято.

внешняя ссылка