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《大氣-海洋系統(tǒng)的偏振BRDF和偏振成像的研究.pdf》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文大氣-海洋系統(tǒng)的偏振BRDF和偏振成像的研究RESAERCHONPOLARIZEDBRDFANDPOLARIZEDACTIVEIMAGINGOFATMOSPHERE-OCEANSYSTEM景琳哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國內(nèi)圖書分類號:TK121學(xué)校代碼:10213國際圖書分類號:535.2密級:公開工學(xué)碩士學(xué)位論文大氣-海洋系統(tǒng)的偏振BRDF和偏振成像的研究碩士研究生:景琳導(dǎo)師:劉林華教授申請學(xué)位:工學(xué)碩士學(xué)科:工程熱物理所在單位:能源科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期:2018年06月授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)C
2、lassifiedIndex:TK121U.D.C:535.2DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESAERCHONPOLARIZEDBRDFANDPOLARIZEDACTIVEIMAGINGOFATMOSPHERE-OCEANSYSTEMCandidate:LinJingSupervisor:Prof.LinhuaLiuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:EngineeringThermop
3、hysicsAffiliation:SchoolofEnergyScienceandEngineeringDateofDefence:June,2018Degree-ConferringInstitution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要對于地面或水下的目標(biāo)識別,偏振起著至關(guān)重要的作用。偏振信息的加入能有效提高目標(biāo)的分辨率和識別效果。偏振光線追蹤和矢量蒙特卡洛法是研究目標(biāo)表面反射特性和介質(zhì)內(nèi)部輻射傳輸?shù)挠行Х椒āH欢?,目前采用這兩種方法對考慮粗糙海面的大氣-海洋雙層散射介質(zhì)中的激光主動
4、偏振成像的研究還很少。本文建立了大氣-海洋耦合系統(tǒng)中的粗糙海面的模型,采用偏振光線追蹤法實(shí)現(xiàn)了粗糙海面偏振BRDF的計算,研究了入射偏振信息、風(fēng)速、入射角度等對海面偏振反射特性的影響。研究表明,隨風(fēng)速增大,海面對于光的起偏作用減弱;入射偏振信息越豐富,所得到的反射信息也就越豐富,反射強(qiáng)度也越大;由于粗糙海面的影響,反射線偏振信息最大、圓偏振信息最小出現(xiàn)在偽Brewster角上,即反射方向與入射方向夾角為兩倍的Brewster角處。采用矢量蒙特卡洛法計算輻射傳輸,程序正確性得到驗證后,研究了考慮粗糙海面、大氣-海洋系統(tǒng)的
5、多層散射介質(zhì)中水下的非偏振與偏振成像,并分析了不同散射類型、不同反射特性對結(jié)果的影響,通過探測強(qiáng)度與成像分辨率兩個角度分析了偏振信息的作用。研究發(fā)現(xiàn),單層大氣Rayleigh散射下的成像效果較好,偏振的加入對于圖像分辨率提高大;在大氣-海洋雙層系統(tǒng)中,當(dāng)大氣散射系數(shù)最大時,探測強(qiáng)度值也最大,對結(jié)果出現(xiàn)錯誤性的判斷,說明此時僅僅通過探測強(qiáng)度不能體現(xiàn)偏振信息的影響,而由圖像的角度可以明顯看出隨著大氣衰減系數(shù)的減小,偏振圖像清晰度提升明顯,目標(biāo)與環(huán)境的對比度增大。證實(shí)了偏振對提高激光主動成像效果的積極作用。關(guān)鍵詞:偏振成像;
6、偏振BRDF;光線追蹤;矢量蒙特卡洛;大氣-海洋系統(tǒng)-I-AbstractAbstractPolarizationplaysasignificantroleinobjectidentification.Theincorporationofpolarizedparameterswillimprovethedistinguishabilityandclarityofimageconsiderably.PolarizedraytracingandMonteCarlomethodarewidelyusedininvestiga
7、tingthereflectionpropertiesoftargetsurfaceandradiativepropertiesininternalmedium.However,hardlyresearchesadoptedthesetwomethodstostudyactivepolarizedimaginginmultiplelayeredscatteredmediumwithroughsurfaces.Basedonthecoupledatmosphere-oceansystemconsideringroughs
8、urfacewhichwasbuiltinthispaper,polarizedraytracingwasusedtocalculatethepolarizedBRDFofseasurfaceundertheinfluenceofincidentpolarizationstate,windspeedandincomingangle