A Python interface to the 6S Radiative Transfer Model 遥感6S辐射传输模型的Python接口

基于6S大气辐射传输模型和中分辨率成像光谱仪(MODIS)上午星Terra的气溶胶光学厚度数据以及MODIS 双向反射分布函数(BRDF)模型参数产品(MCD43A1),对高分一号(GF-1)卫星宽视场相机(WFV)四个波段的大气层顶辐亮度图像进行大气校正,得到校正后的地表反射率图像。而后基于Brenner梯度算子和中频离散余弦变换两种方法统计校正前后图像的清晰度值,分析计算结果可得大气校正后图像清晰度值高于校正前图像的清晰度值,因此校正后图像的边缘纹理比校正前更清晰;基于阈值分割法原理进行信噪比评价,结果表明校正前后每一波段的信噪比随辐亮度呈递增关系,大气对短波波段的影响较大,而对长波波段的影响较小。

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辐射空调房间内围护结构表面之间的角系数，以及人体表面与室内维护结构表面之间的角系数，是计算室内辐射热交换的基本参数。目前，有关人体、辐射板、门、窗等表面和其它围护结构表面间的角系数通常较难求解，这里避开了采用传统的直接积分法求解角系数，而是利用对表面边界曲线的角系数积分公式，推导出了相互垂直以及相互平行情况下两矩形表面间的角系数表达式，其过程较为简单；同时把人体形状适当地简化为1个六面体固体，得到了人体与维护结构表面之间的角系数。所得结论不受围护结构表面大小及相对位置的限制，可以有效地求解与人体、辐射板、

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4.1 各种大气辐射传输模型的共同特点 6S、LOWTRAN，MODTRAN 和 FASCODE 是根据不同应用目的而开发的宽带、窄带和逐线计算的 大气辐射传输模型及其相应的应用软件，都是用 Fortran 语言编写的。这几个大气辐射传输模型具有如下共 同特点：它们以大气条件和地表条件作为输入参数，以表观反射率为输出结果，都涉及了复杂大气条件下 多种辐射传输量的计算。 这些大气模型可以根据理论计算或实测资料，在这些传输模型实用程序中包括了具有代表性的大气和 气溶胶的模式（如大气模式有 6 种：热带大气、中纬度夏季大气、中纬度冬季大气、亚北极区夏季大气、 亚北极区冬季大气、美国标准大气），这些复杂的天气环境使它们具有更广泛的应用。而且，还可以由用户 自定义模型大气，使模型在用户指定环境下模拟和使用显得特别灵活。此外，还包括了水平、垂直、倾斜 向上和向下传输等各种复杂的几何关系，在计算大气倾斜路径及沿着传输路径衰减量时，都考虑了大气折 射和地球的曲率。 提供大量的参数文件查找表 (Look up table) ,查找表把全球气溶胶划分为若干类型，每种类型的大气参 数由观测者获得。这些辐射传输模型都利用了 HITRAN数据库中的基本分子常数。 在计算地表反射率时，为了描述地表的均一性和朗伯状态，都引入了点扩散函数（PSF）与典型的双 向反射率分布函数（BRDF）模型。 主要输入参数也相同，有几何条件、大气模式、气溶胶模式、地面能见度、目标高度、BRDF模型和 计算波长位置等。 4.2 各种大气辐射传输模型的主要区别 MODTRAN把 LOWTRAN 20 cm-1 (FWHM)的光谱分辨率和在 5 cm-1光谱间隔上做分子吸收计算改进 为 2 cm-1的光谱分辨率和在l cm-1光谱间隔上做分子吸收计算。在计算分子透过率方法上，LOWTRAN 采 用单参数带模式，MODTRAN 采用的带模式使用 3 个与温度相关参数：吸收系数、线密度参数和平均线 宽，使之更精确地服从分子跃迁的温度和压力关系(能级粒子数和 Voigt线形)，而且可以计算热红外的辐射 亮度、辐照度等。 它们在不同的波谱范围内使用，LOWTRAN 和 MODTRAN 可以在非常宽的波谱范围内使用，也可以 对雨、云处理；而 6S 仅对太阳辐射中的紫外、可见光与近红外波段有效，对中远红外以外的波段无法处 理，也没有考虑雨、云的情况；LOWTRAN 和 MODTRAN 能够处理朗伯体和均匀表面，而 6S 还可以处理 均一非朗伯地表和不均匀地表的情形。 这些辐射传输模型都利用了HITRAN数据库中的基本分子常数，然而，它们采取了各不相同的处置方 法把这些常数换算成透过率和辐射度，使得这些辐射传输模型具有不同的精度与速度。从精度上说， FASCODE最好，6S 比MODTRAN 稍微差些，LOWTRAN最差。从速度上说，6S 比MODTRAN与 LOWTRAN快的多。 从应用范围上说，6S仅在辐射信号传输中应用，而MODTRAN等在辐射能量传输和辐射信号传输中均 可应用，但在国内遥感研究机构多数采用6S模型；FASCODE多用于激光大气传输中。 389

一般当电路处于谐振状态时，电路上的电流最大。对于天线也一样，若使天线处于谐振状态，流过天线导体的高频电流也最强，则天线的辐射最强。由传输线理论可知，当导体长度L为四分之一波长（λ/4）的整数倍时，该导体在该波长的频率上呈谐振特性。导体长度L为四分之一波长为串联谐振特性，此时，天线的阻抗最小，流过天线的电流最大，辐射也最大；导体长度L为二分之一波长为并联谐振特性，此时，天线的阻抗最大，流过天线的电流最小，辐射也最小。对称振子天线是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可简单地单独地使用或用作抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂

基于光学方法的太赫兹辐射源

代码实现半波偶极子天线辐射方向图的仿真（包含三维方向图和二维极坐标方向图）