张亚，耿君，王少腾

(1.中南大学 地球科学与信息物理学院，长沙 410083；2.合肥工业大学 土木与水利工程学院，合肥 230009)

0 引言

冠层结构是树冠形状、树冠尺寸、叶倾角分布(leaf angle distribution，LAD)以及叶形态等特征的集合[1-3]。作为植被群落顶层空间的组成，冠层结构直接影响植被对光能的利用、辐射交换和水气交换等，是植被遥感的重要研究内容[4-6]。

研究表明，植被冠层反射率的二向性与冠层结构、冠层构成要素的光谱特性、观测角和太阳入射角等有密切的关系。在植被遥感领域通常用二向反射分布函数(bidirectional reflectance distribution function，BRDF)来描述冠层反射二向性特征。比较常用的为BRDF物理模型，如辐射传输模型[7-8]及几何光学模型[9-10]等。相比辐射传输模型和几何光学模型，能够模拟3D结构的计算机模拟模型考虑到的参数和模拟过程更加全面，模拟精度相对较高，适用于场景级的冠层反射模拟。代表模型有DART模型[11]、RAPID模型[12]、RGM模型[13-14]和LESS模型[15]等。其中DART模型涉及到的参数更加全面，能够较好地反映冠层结构对冠层反射率影响的角度效应，具有更高的国际认可度[16-17]。

LAD作为最重要的冠层结构参数之一，直接决定冠层对太阳辐射的截获量，同时对入射太阳辐射的方向与大小也起着决定性作用，是影响植被光合效能的重要因子[18-20]。自然界中的LAD因植被种类及其生长环境而异，如抽穗期前水稻的LAD为喜直型分布，热带雨林中阔叶林的LAD多为喜平型分布；相比雨季植被叶片饱满挺立，旱季缺水导致植被叶片下垂；一些植被的LAD在一天内还会随太阳升降及风况而变，如向日葵等。……