RTAS: A radiative transfer model for agricultural strip-intercropping structures
Run Zhong · Dalei Hao · Zhihong Li 等 15 人
提出RTAS混合辐射传输模型，模拟条带间作农田的反射率并验证其精度。
融合几何光学与浑浊介质理论，用LESS三维模拟和无人机多角度观测验证。
RTAS精度高（R²≥0.93），优于线性混合和几何光学基线，并揭示近红外几何可见度与辐射贡献的差异
可基于RTAS发展条带间作结构参数反演，并耦合多物种冠层异质性提升遥感监测能力。
提出面向条带间作结构的混合辐射传输模型RTAS，验证充分、精度可靠，对农业遥感定量反演有实质推进。
农业条带间作以高矮作物交替种植为特征，由于复杂的相互遮蔽以及异质冠层的光学和结构属性，给当前的辐射传输（RT）建模带来了巨大挑战。现有的大多数行播作物几何光学模型仅限于单作配置，无法考虑两种不同作物共存所产生的非对称辐射相互作用。本研究开发了农业条带间作结构辐射传输模型（RTAS），这是一个在周期性边界条件下整合几何光学（GO）原理与浑浊介质辐射传输理论的混合解析模型。RTAS在红光和近红外（NIR）波段均与LESS（大规模遥感数据与图像模拟框架）光线追踪模型的三维参考模拟结果高度一致（R² ≥ 0.93，RRMSE ≤ 3.96%），并与多角度无人机（UAV）观测结果吻合良好（R² = 0.94，RMSE ≤ 0.0252，RRMSE ≤ 12.44%）。结构敏感性分析表明，该模型在测试的间作配置下性能稳定，RRMSE保持在8%以下。RTAS还优于光谱线性混合（SLM）模型和GO基线模型，后两者在红光波段的误差超过14%，在大太阳天顶角时接近27%。此外，组分层面分析揭示了近红外波段中几何可见度与辐射贡献之间存在波长依赖性差异，这与增强的多重散射及阴影植被不可忽略的贡献有关。RTAS提供了一个高效的前向模拟框架，有望用于未来复杂条带间作结构的反演研究。