例2.1:假定某一个叶片分为2个薄层,每个薄层的反射率均为0.4,透过率均为0.3,请计算叶片总的反射率和透过率。
答案:见教材
例2.2:假定某一个针叶其他条件同表2-2的默认值,试用LIBERTY模型模拟叶绿素含量取值50,100,200和500下的670nm和870nm的反射率,并计算NDVI。
答案:在RAPID2软件中,选中Tools->Leaf Spectrum菜单,勾选LIBERTY选项即可模拟。输入指定参数,可以获得400到2500nm的模拟光谱曲线,选取670nm和870nm的数值,可以获得结果,分别为0.054,0.520,NDVI为0.812。
例2.3:现有某一阔叶,长宽约5.6cm,厚度0.1cm,重量含水量50%,在常温25摄氏度下,计算介电常数和不同角度下的散射截面(dB)。
答案:在RAPID2软件中,选中Tools->Leaf Spectrum菜单,勾选Dielect选项即可模拟叶片介电常数。勾选RadarAngle选项即可模拟不同角度下的后向散射系数。输入指定参数,可以获得模拟曲线。
例2.4:现有某一树干,直径15cm,重量含水量40%,在常温25摄氏度下,计算不同角度下的散射截面(dB)。
答案:在RAPID2软件中,选中Tools->Stem/Branch Spectrum菜单,勾选Dielect选项即可模拟树干和树枝的介电常数。勾选RadarAngle选项即可模拟不同角度下的后向散射系数。输入指定参数,可以获得模拟曲线。
例2.5:设定土壤粗糙度0.015 cm,相关长度18cm,重量含水量30%,在常温25摄氏度下,计算不同角度下的土壤散射截面(dB)。
答案:在RAPID2软件中,选中Tools->Soil Spectrum菜单,勾选Dielect选项即可模拟土壤介电常数。勾选RadarAngle选项即可模拟不同角度下的后向散射系数。输入指定参数,可以获得模拟曲线。
例2.6:请使用5-Scale模型的默认值(表2-4),修改株数密度为1000株/ha,然后调整树冠半径为0.1,0.5,1.0,1.5,2.0和2.5m,绘制垂直观测下的NDVI随着树冠半径的变化折线图。
答案:在五尺度GUI界面中,点击菜单Input parameters, 输入参数,左下角的Crown radius(m)参数即为树冠半径。修改其为0.5,然后点击OK。然后点击工具栏的Run按钮,即可得到0.5m树冠半径下的主平面下的BRF曲线。点击Switch view工具看到反射率的表格,记录星下点的NDVI。依此方法,继续记录其他树冠半径的反射率,然后作图。具体可以参见教材。
例3.1:已知某个观测方向(天顶角theta)的孔隙率P,怎样计算冠层LAI。
答案:当冠层均匀,叶片椭球分布的时候,LAI = -2*cos(theta)*ln(P)。当冠层有聚集分布趋向的时候,通常用聚集指数C(0-1)来描述聚集情况,LAI = -2/C*cos(theta)*ln(P)
例3.2:参考表3.2,基于SAIL模型建立均匀植被的反射率和叶绿素、叶面积指数的查找表(LUT),并用代码实现反演。
答案:主要步骤见教材。具体算法代码请参考LUT反演的Matlab代码
例4.1:请编写随机采样一致性( RANSAC) 算法进行圆拟合,用于从点云中提取胸径。
答案:Matlab代码下载
例5.1:已知某SAR图像,像元方位向分辨率(Azimuth Pixel Spacing)为13.95m,像元距离向分辨率(Range Pixel Spacing)为2.32m,入射角(Incidence Angle)为39.27°,请计算地距分辨率和视数,以便进行多视处理。
答案:地距分辨率=2.32/sin(39.27°)=3.67m。视数为4,可以得到3.67m×4=14.68m的地距分辨率。要得到近似14.68m的分辨率,方位向视数为1,多视后的分辨率为13.95m。
例6.1:请计算温度为300K、800K、1400K、1900K、2400K下的黑体辐射,波长从0.4到4.0um,步长0.05um,绘制辐射曲线,并验证维恩位移定律。
答案:Matlab代码下载
例7.1:请用PROSPECT模型模拟不同含水量条件下的叶片光谱曲线,观察是否符合教科书的反射率变化趋势,并计算植物水分光谱指数,绘制散点图分析光谱指数和含水量的关系。
答案:在Matlab中PROSPCT代码里固定其他变量不变,利用for循环改变EWT值,得到不同含水率下的叶片光谱曲线。其中含水率FMC=EWT/DMC。具体可见教材。