Модель переноса излучения DART

Модель переноса излучения DART
Оригинальный автор(ы)	Жан-Филипп ДАРТ
Разработчик(и)	ЦЕСБИО
Первоначальный выпуск	1 января 1992 г.
Написано в	C++ , Java и Python
Операционная система	Линукс ; Окна ;
Лицензия	Университет Поля Сабатье
Веб-сайт	www .cesbio .ups-tlse .fr /дротик / # /

DART ( Дискретный анизотропный перенос излучения ) — 3D- переноса излучения модель , предназначенная для научных исследований, в частности дистанционного зондирования . Модель DART, разрабатываемая в CESBIO с 1992 года, была запатентована в 2003 году. Это бесплатное программное обеспечение для научной деятельности.

Общее описание

Модель DART моделирует одновременно на нескольких длинах волн оптической области (например, в видимом и тепловом инфракрасном диапазоне) радиационный баланс и изображения дистанционного зондирования любой сцены Земли (естественной/городской с рельефом/без рельефа), для любого направления солнца, любой атмосферы, любое направление обзора и любой датчик FTM. Он был разработан, чтобы быть точным, простым в использовании и адаптированным для оперативного использования. Для этого он моделирует:

Земной пейзаж.
Атмосфера (дополнительная симуляция).
Космический или бортовой радиометрический датчик (опциональное моделирование).

Он моделирует любой ландшафт как трехмерную матрицу ячеек, содержащих мутный материал и треугольники. Мутный материал используется для моделирования растительности (например, крон 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 базы структурных и спектральных данных (атмосфера, растительность, почва и т. д.). Он включает режим моделирования LIDAR .

Общая информация о переносе излучения

Подходы, используемые для моделирования переноса излучения, различаются на двух уровнях: математический метод разрешения и способ представления среды распространения. Эти два уровня в целом зависимы. Модели переноса излучения часто делят на две категории, связанные с двумя основными способами представления ландшафта: гомогенным или гетерогенным представлением. Для моделей, известных как гомогенные (Idso и Wit, 1970; Ross, 1981; Verhoef, 1984; Myneni et al., 1989), ландшафт представлен постоянным горизонтальным распределением поглощающих и рассеивающих элементов (листов, ветвей и т. д.). ...). 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 трассировку лучей и методы дискретной ординаты. Он работает с природными и городскими ландшафтами (леса с разными типами деревьев, зданиями, реками...), 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 благодаря его уникальному потенциалу обеспечения синоптических и непрерывных исследований Земли в различных временных и космических масштабах.

Трудность изучения континентальных поверхностей возникает из-за сложности энергетических и физиологических процессов, а также из-за различных временных и пространственных масштабов. Это также связано со сложностью спутникового дистанционного зондирования космоса и его связью с величинами, характеризующими функционирование Земли. Эти замечания подчеркивают необходимость моделей, поскольку только они могут объединить и собрать в единую схему все соответствующие процессы.

Основные ссылки

Моделирование переноса радиации в гетерогенных трехмерных растительных покровах, 1996, Гастеллу-Эчегорри Дж. П., Демарес В., Пинель В., Загольски Ф., Дистанционное зондирование окружающей среды, 58:131–156.
Модель переноса излучения для моделирования спутниковых изображений высокого разрешения, Гаскон Ф., 2001, Гастеллу-Эчегорри Ж.П. и Лефевр М.Дж., IEEE, 39(9), 1922–1926.
Взаимное сравнение моделей переноса излучения (RAMI), 2001 г., Пинти Б., Гаскон Ф., Гастеллу-Этчегорри и др., Journal of Geophysical Research, Vol. 106, № Д11, 16 июня 2001 г.
Создание трехмерной модели отражения в прямом режиме для топографической нормализации изображений с высоким разрешением (1–5 м): этап проверки в лесной среде, 2012 г., Кутюрье, С., Гастеллу-Эчегорри Дж. П., Мартин Э., Патиньо, П. ., IEEE, Том. 51, номер 7, 3910–3921.
Определение содержания хлорофилла в листьях ели по данным аэрофотосъемки с использованием удаления континуума и радиационного переноса, 2013, Маленовский З., Гомолова Л., Зурита-Милла Р., Лукеш П., Капланд В., Хануш Й., Гастеллу-Этчегорри Ж.П., Шапман 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., Лорет Н., Грау Э., Рубио Дж., Дистанционное зондирование окружающей среды. 135, стр. 213–223.
Схема переноса радиации в пологе с явным FAPAR для интерактивной модели растительности ISBA-A-gs: воздействие на потоки углерода, 2013, Каррер Д., Ружан Дж.Л., Лафонт С., Кальвет Дж.К., Бун А., Дешарм Б., Делир К. ., Гастеллу-Эчегорри Дж.П., Журнал геофизических исследований – биогеонауки, Vol. 118: 1–16
Исследование полезности вейвлет-преобразований для инвертирования трехмерной модели переноса излучения с использованием гиперспектральных данных для извлечения леса LAI, 2013, Банскота А., Винн Р., Томас В., Сербин С., Кайаста Н., Гастеллу-Эчегорри Дж. П., Таунсенд П., Дистанционное зондирование, 5: 2639–2659.
Эффекты направленного наблюдения на спутниковые продукты температуры поверхности земли над редкими растительными пологами – мультисенсорный анализ, 2013, Guillevic PC, Bork-Unkelbach A., Göttsche FM, Hulley G., Gastellu-Etchegorry JP, Olesen FS и Privette JL, IEEE Геонауки и дистанционное зондирование, 10, 1464–1468.
Моделирование переноса радиации в системе «Земля – Атмосфера» с использованием модели DART, 2013, Грау Э. и Гастеллу-Этчегри, Дистанционное зондирование окружающей среды, 139, 149–170
Четвертое взаимное сравнение моделей переноса излучения (RAMI-IV): Квалификационная проверка моделей отражения купола в соответствии с ISO-13528, 2013 г., Видловски Дж. Л., Б. Пинти, М. Лопатка, К. Атцбергер, Д. Бузика, М. Шелле, М. Дисней, Дж. П. Гастеллу-Этчегорри , М. Герболес, Н. Гоброн, Э. Грау, Х. Хуанг, А. Калель, Х. Кобаяши, П.Е. Льюис, В. Цинь, М. Шлерф, Дж. Стакенс, Д. Се, Журнал геофизических исследований, 01/2013, 1–22, doi:10.1002/jgrd.50497
3D-моделирование данных спектрометра визуализации: данные: 3D-моделирование леса на основе LiDAR и данных in situ, 2014 г., Шнайдер Ф.Д. Лейтерер Р., Морсдорф Ф., Гастеллу-Эчегорри Дж.П., Лорет Н., Пфайфер Н., Шепман М.Е., Дистанционное зондирование окружающей среды, 152: 235–250.
Дискретный анизотропный перенос излучения (DART 5) для моделирования данных бортовых и спутниковых спектрорадиометров и лидарных исследований природных и городских ландшафтов, 2015 г., Гастеллу-Эчегорри Дж. П., Инь Т., Лорет Н., 2015 г., Дистанционное зондирование, 7, 1667–1701: doi : 10.3390/rs70201667.
Инверсия модели DART на основе LUT для оценки LAI леса на основе гиперспектральных данных, 2015, Банскота А., Сербин С.П., Винн Р.Х., Томас В.А., Фальковски М.Дж., Каяста Н., Гастеллу-Эчегорри Дж.П., Таунсенд П.А., IEEE Geoscience and Remote зондирование, JSTARS-2014-00702.R1, в печати.
Моделирование изображений пассивных датчиков с конечным полем зрения путем объединения трехмерной модели переноса излучения и перспективной проекции датчика, 2015 г., Инь Т., Лорет Н. и Гастеллу-Эчегорри Дж. П., Дистанционное зондирование окружающей среды, принято.

Внешние ссылки