利用3D模型模拟天空与叶面散射对玉米冠层截光率的影响.pdfVIP

第27卷 第5期 农业工程学报 Vr01．27No．5 248 Transactionsofthe 2011年5月 CSAE May．2011 利用3D模型模拟天空与叶面散射对玉米冠层截光率的影响 孔娅，劳彩莲※，曹素云 (中国农业大学信息与电气工程学院，北京100083) 摘要：该文利用并行蒙特卡罗光线跟踪模型定量分析了天空散射与叶片散射对玉米冠层截光牢的影响。模拟试验表明： 相H辐射强度时，冠层截获的光强与受到照射的叶片在天空散射时都比直接辐射时多；当太阳高度角小于600时，冠层 在阴天截获的总光强小于晴天，但至少60％的叶片在阴大截获的光强大于晴天时截获的光强；叶片散射对冠层光分布的 影响与波长有关，在模拟的红光(650nm)、绿光(540nm)和近红外(760nm)波长中，叶片次级辐射对玉米冠层截光 率的影响在近红外最大，绿光其次，红光最小。该研究结果可为植物冠层光合生产力及光环境模拟研究提供参考。 关键词：辐射，漫射，散射，三维计算机图形，计算机模拟，天空辐射，叶片散射，冠层截光率 doi：10．3969，j．issn．1002—6819．2011．05．044 中图分类号：S126，S161．1 文献标志码：A 文章编号：1002—6819(2011)一05—0248—05 孔娅，劳彩莲，曹素云，等．利用3D模型模拟天空与叶面散射对玉米冠层截光率的影响[J]．农业工程学报，2011， 27(5)：248--252． radimionandleaf onmaize 3D Cailian，Cao of by KongYa，Lao Suyun．Effectsky scattering canopylightinterceptionmodeling ofthe Chinesewith CSAE，201l，27(5)：248--252．(inEnglishabstract) 【J】．Transactions 层植被的光分布中扮演了必不可少的角色。Wang掣9j指 0引言 出在以往关于植物吸收光合有效辐射的计算中，一直忽 植物冠层接收到的辐射，既包括来自太阳的直接辐 射和天卒散射辐射，也包括由于冠层元素的反射和透射 率的影响因素的研究中，也没有将叶片散射考虑在内。 所形成的次级散射。 为此，本文利用并行蒙特卡罗光线跟踪(PMR)模 Goudriaan[‘】利用敏感度分析后发现天空散射对光合 型模拟在不同辐射条件下的冠层的光分布，用于评价天 速率的影响程度大于叶片角度分布的影响；Norman和空散射以及叶面散射对冠层截光率的影响。 Arkebauer_【2】用Cupid模型证明了冠层的光能利用率(LUE) 1 考虑散射的天空辐射模拟 与光合有效波段的天空散射成线性关系，Choudhury_【s]用不 1．1天空辐射理论模型 同的模型也验证了此观点；Zheng等14J应用基于Z．Buffer 算法的模型，对水稻冠层在不同天空散射比例下的光合 直接辐射是从太阳直接到达地面的辐射，散射辐射 速率进行了计算，表明天空散射比例增加明显地提高了 则是天空辐射经大气层中的空气分子、云滴和气溶胶等