一、一个三维Monte-Carlo地气耦合辐射传输模式（论文文献综述）
杨学博[1]（2021）在《激光雷达波形模拟模型与定量化研究》文中认为激光雷达（Light Detection And Ranging,LiDAR）是对地观测领域的前沿技术之一,凭借其直接、快速、精准获取三维空间信息的优势,已在林业、测绘、电力、数字城市等领域显示出巨大的应用潜力。为更好地利用LiDAR技术,需要深入探索地物辐射、空间结构、LiDAR遥感平台观测间的物理联系,提高LiDAR遥感定量化应用水平。LiDAR信号模拟模型能够模拟激光脉冲与地表场景间相互作用过程,已成为解决LiDAR定量遥感领域诸多关键问题（如传感器设计、地表参数定量反演等）的有效手段。就目前的LiDAR系统而言,全波形LiDAR对激光返回信号进行固定间隔连续采样,获取的数据能够反映光斑内地物完整的垂直结构信息,离散点云、光子计数LiDAR数据均可视为全波形数据进一步采样的结果。基于上述背景,本文开展了LiDAR波形模拟模型与定量化研究:创建了LiDAR波形模拟模型;利用该模型开展了多因素对LiDAR森林回波的敏感性分析,提出了基于波形模拟模型的传感器参数设计与验证方法,提出了系列地表参数定量反演物理模型等。主要工作和结论如下:（1）创建了DART-Lux LiDAR波形模拟模型。针对已有LiDAR波形模拟模型未定量表达LiDAR传感器工作原理且在模拟大区域复杂场景信号时效率低等问题,本文所提DART-Lux模型建立了模仿真实传感器的激光光源模型和接收器模型,并利用三角面片、浑浊体素或二者组合来构建三维地表场景,将计算机图形学领域先进算法（双向路径追踪算法、多重重要性采样策略、直接光源采样策略、几何体实例化技术）引入到LiDAR遥感三维辐射传输建模领域,实现LiDAR波形信号精确模拟。经与已有模型对比验证,结果表明DART-Lux模型精度高（R2=1,rRMSE=0.21%）、效率高（耗时减少一半以上）且占用内存小（内存占用减小百倍）;与实际波形验证结果也表明DART-Lux模拟精度较高（R2=0.88,RMSE=0.0016）,能够满足不同地表覆盖下波形信号模拟的需求。（2）建立了LiDAR森林冠层散射组分表达模型,探索激光在森林冠层的散射机制。将DART-Lux LiDAR波形模拟模型与叶片反射率模型PROSPECT、森林生长模型TASS相耦合,建立了LiDAR森林冠层散射组分表达模型并开展多因素对LiDAR森林回波的敏感性分析,进而探索激光在森林冠层中的散射机制。结果表明,激光在林冠中的多次散射会增大回波强度;不同时延下接收的森林冠层散射组分与地物垂直分布有关;激光在冠层中发生的多次散射受激光波段、森林结构参数、叶片生化参数、地形坡度等因素影响。（3）提出了全波形LiDAR传感器参数设计与验证方法,包括大光斑LiDAR光斑尺寸设计方法和星载LiDAR光斑水平定位精度评估方法。其中,光斑设计方法将林业和地形应用需求进行量化表达作为LiDAR波形模拟模型的约束条件,最终得出面向林业应用的光斑直径应为10.6 m～25.0 m,面向地形应用的光斑直径应小于32.3 m;光斑水平定位精度评估方法通过波形模拟模型将真实LiDAR波形与三维地表场景进行匹配,最匹配的光斑位置被认为是真实光斑位置,以此评估光斑水平定位精度,分析表明该方法仅适用于城市等具有明显高度特征的区域,在城市区域该方法测得激光卫星ICESat/GLAS光斑水平定位精度为8.19 m。（4）提出了系列地表参数定量反演模型。在地形应用中,提出基于星载LiDAR的地形坡度估算模型,该模型考虑了光斑形状、朝向、大小、地形坡向等因素,相比未考虑这些因素的坡度估算模型,精度提高约15%。在植被应用中,提出联合LiDAR全波形和中分辨率遥感影像的森林叶面积指数反演模型,该模型校正了光斑内的冠间聚集效应,反演精度为RMSE=0.39,R2=0.83。在建筑物应用中,提出联合星载全波形和高分辨率遥感影像的多级建筑物高度提取方法,实现了亚光斑尺度多目标空间三维信息精确提取,经验证该方法提取精度达到R2=0.97,r RMSE=13.2%。
李苏宁[2]（2021）在《基于微透镜阵列光场成像的不确定性分析及三维火焰重构》文中进行了进一步梳理光场成像作为一种可同步探测多维光热辐射信号的新兴成像技术,具备非侵入式、高时空分辨率、可视化等优势,近年来在高温火焰监测、三维流场测速等复杂场景测量方面发挥着重要作用。目前,光场相机是最为常用的光场成像测量传感器,该系统通过内置于图像传感器前的微透镜阵列实现光线四维空间-角度信息的采样与记录。高质量的光场成像数据是保障光场测量应用的基础,然而实际系统中难以避免的微透镜阵列误差将引起光场成像不确定性,导致目标测量精度和重建效率显着降低。此外,被测目标的重建策略也是影响系统测量性能的另一关键因素,特别是对于参与性介质温度重建,其精度和复杂度直接依赖于光场相机结构和重建方案的选取。因此,研究微透镜阵列误差作用的光场成像特性和降质机制,建立误差校准模型和光场失真补偿校正方法,开发快速高效的介质温度重建策略,对基于辐射光场成像的复杂目标测量技术发展具有重要的理论意义和实用价值。为此,本文围绕基于微透镜阵列光场成像的不确定性分析及三维火焰重构开展相关研究,建立微透镜阵列误差模型及其光场成像模型,提出光场成像不确定性评估方案,分析不同误差作用的光场成像不确定性及影响机制;提出基于特征点提取的光场局部校正方法和旋转误差估计校正法,对微透镜阵列误差所引起光场失真图像进行校正;在此基础上,评估并校正微透镜阵列误差作用的火焰表观辐射光场成像特性,发展基于光场重聚焦堆栈的火焰重建策略,实现气体火焰的三维结构和温度场的高分辨率快速重建。主要内容包括以下五个方面:介绍光场成像原理和非聚焦式光场相机的光路结构优势,建立非聚焦式光场成像系统模型,发展基于子孔径图像的超分辨率数字重聚焦算法;归纳总结光场成像系统微透镜阵列误差来源和特征,构建基本误差参数表征模型;提出适用于光场图像局部子图像质量评价指标,建立光场成像不确定性评价方案,从而形成误差作用光场成像过程模拟-光场数据后处理-光场图像失真量化评估的完整分析框架。利用微透镜阵列误差作用光场成像模型和不确定性评估方案,探究各基本误差参数的光场成像特性,包括光场图像的子图像失真特征、强度和结构失真分布规律等,分析各误差图像失真降质的作用机制。进一步讨论多种面形误差耦合情况下的光场失真分布特征。根据微透镜阵列误差的光场成像特性和降质机制,开展失真光场的补偿校正研究。针对不同误差引起的图像失真,提出基于特征点提取的光场局部校正方法及其亚像素级优化校正方法以及旋转误差估计与校正方法。通过光场校正仿真实验,确定三种校正方法对于不同误差的适用范围和校正精度,并在实景目标光场中验证方法的有效性和可行性。针对火焰光场测量中系统误差引起的成像不确定性,建立火焰辐射光场成像模型,分析误差作用下火焰表观辐射光场成像特性及各分层成像偏差沿程传递过程,讨论火焰辐射物性参数（衰减系数、散射反照率和散射相函数）对其成像不确定性的影响,并采用所提出的校正方法对不同辐射物性火焰的失真光场图像进行校正评估。对于非聚焦光场成像系统,提出基于光场重聚焦堆栈的火焰温度场重建方案,采用Richardson-Lucy迭代算法解算火焰重聚焦堆栈图像序列,并利用图像像素强度与辐射强度的对应关系重建出火焰的三维温度分布。通过对层流轴对称火焰的三维结构和温度场进行仿真重建研究,讨论合理迭代次数、重建图像数据可靠性,并验证重建方法的可行性。
张秋实[3]（2021）在《机载紫外前视测风激光雷达紫外大气散射及相关技术研究》文中研究指明作为一种新型大气风场探测技术——紫外激光雷达技术近年来受到广泛关注。与传统红外测风激光雷达技术相比,紫外激光雷达基于空气分子的瑞利散射,在气溶胶稀少环境下可实现近距离风场测量。其具有保密性高,全方位性好、抗干扰能力强等特点,是一种在要求无线电静默条件下进行探测的有效方法。目前的机载紫外测风激光雷达的参数设置主要来自实验环境的具体测试,缺少系统性的理论研究。而现有的紫外激光大气传输模型计算量大,计算精度低,针对具体的应用环境,很难迅速获得仿真回波信号数据。同时,现有的紫外光大气仿真模型缺少对紫外光源的仿真,使得许多研究项目开展时需将大量时间消耗在光源的选择与测试之中,增加的光源的选购成本。另外,现有的紫外激光大气传输模型缺少对恶劣天气的考虑,如大气湍流。大气湍流会干扰紫外激光信号的回波稳定性,影响雷达探测的准确性。针对机载紫外激光雷达大气传输模型建立的迫切需求,对紫外激光大气传输问题进行了系统性研究。提出了基于蒙特卡罗指向概率法的机载紫外激光雷达短距离传输模型。研究了紫外激光雷达系统中各类系统几何参数对回波信号的影响。获得了不同光强分布紫外光源下,回波信号强度与系统几何参数的变化关系。完成了前视测风激光雷达收发链路在湍流环境下的回波信号仿真问题。论文的主要研究内容与贡献如下:1.深入研究紫外激光大气测量技术,对紫外激光雷达信号大气传播的基本原理进行了研究。归纳总结了紫外激光雷达信号大气传输理论及其存在的不足。介绍了紫外激光大气散射理论的研究现状。离散坐标法将辐射传输方程转化为一阶线性微分方程组,针对复杂边界条件进行计算,求解十分困难。有限体积法通过数值积分对辐射传输方程中的散射项进行近似处理,计算量大,模型十分复杂,用时长,对计算机的硬件要求较高,耗内存。传统蒙特卡罗法统计的是接收器实际捕获的光子数,很难快速获得收敛解。本文提出了一种基于蒙特卡罗指向概率法的机载紫外激光雷达大气传输模型。2.针对现有紫外光大气传输模型计算量大,很难快速获得收敛解的问题,利用蒙特卡罗指向概率法,建立了机载紫外激光雷达大气传输模型。针对机载紫外激光雷达大气传输问题,分析了不同收发几何参数（收发间距、收发端不共面偏轴角、收发仰角、光源发散角以及接收端视场角）对紫外激光回波信号的影响。比较了单次散射与多次散射情况下的回波信号差异。紫外光大气回波信号会由于散射发生脉冲展宽,同时回波信号时间延迟增加。在单次或多次散射模型下,收发轴的不共面角、收发仰角、光源发散角和接收器视场角会影响接收光信号的辐照功率密度、脉冲的时间延迟以及脉冲宽度等。由于飞机飞行的抖动,当收发轴不共面角增加时,紫外回波信号功率密度峰值降低、脉冲宽度变窄。具体为收发短距离传输条件下,收发轴不共面角对回波影响明显,而在长距离下影响较弱。多次散射在收发间距短、不共面角大时不能被忽略。最后将仿真结果与经典蒙特卡罗模型进行了比较,结果表明,两模型测量结果吻合,进而说明了建立模型的正确性。在程序运算时间方面,前者可以更加快速地获得收敛解,具有更高的运算效率。3.针对现有紫外光大气传输模型缺少对信号光源光强分布的考虑的不足。采用随机光子的模拟方法,对紫外光源进行了数值建模,结合蒙特卡罗指向概率法,创新性地通过仿真建模研究了光源特性对紫外回波信号的影响。推导了在相同收发端几何参数、不同光源（不同光源种类、不同激光工作模式）的条件下,回波信号的能量利用率随收发间距的变化关系。计算表明,在相同不共面角相同时,具有高斯分布的激光的接收光辐照度比均匀分布光源高一个数量级。当激光光源发散半角越小时,收发系统允许有更大的最大不共面角。从三种光源的单次与多次散射的计算结果可看到,在收发间距小时,多次散射对系统最大不共面角?影响明显。多次散射在光源发散角小的情况下,对系统回波能量贡献小。当光源发散角大时,回波信号中多次散射贡献明显。4.针对现有机载紫外激光雷达大气传输模型缺少对恶劣天气的考虑的不足,本论文研究了机载紫外测风激光雷达收发链路在湍流环境下的传输问题。基于现有共轴紫外传输湍流大气模型,建立了非共轴湍流紫外激光传输模型。计算了湍流环境下非共轴紫外激光回波信号闪烁效应功率概率密度分布函数。探究了湍流环境下收发仰角对紫外光链路的影响,仰角越小,湍流闪烁效应越弱。
程越茗[4]（2021）在《基于空基激光雷达观测和资料同化研究气溶胶的垂直结构》文中认为气溶胶对空气质量、大气辐射平衡、水循环及气候变化都具有非常重要的影响。深化气溶胶光学特性垂直分布结构方面的研究有利于更好地揭示气溶胶的气候环境效应,然而,目前对气溶胶垂直特征及其时空变化的研究非常有限。本研究首先利用2015年发射至国际空间站上的云气溶胶传输系统（Cloud-Aerosol Transport System,CATS）观测的气溶胶垂直资料,分析了2015年至2017年间东亚地区以及选取的三个不同典型气溶胶类型区域的气溶胶垂直结构的季节变化和日变化特征,结果表明:东亚地区不同区域气溶胶的垂直结构的日变化和季节变化均存在显着差异。主要人为气溶胶源区的华北东北地区:全年整层大气主要受沙尘影响,外来烟尘的传输高度明显高于沙尘的传输高度;气溶胶下风向的青藏高原地区:气溶胶消光系数和退偏振比有明显的四季变化,夏季气溶胶的垂直扩散强于其他季节,消光系数大于0.05km-1的区域能够达到8km以上;沙尘源区的塔里木盆地地区:气溶胶消光系数季节变化显着,夏季有大量大粒径的沙尘被抬升到高于4km的大气中,冬季边界层内的季内变化较弱,边界层高度是控制该地区局地排放的气溶胶垂直结构的重要因素。通过对CATS观测资料分析可知,气溶胶垂直分布特征存在显着的多时空尺度变化特性。尽管空基激光雷达能够提供大范围的气溶胶垂直观测数据,由于观测轨道的限制,观测资料仍然存在时空不连续等缺陷。气溶胶模式是研究气溶胶垂直特征及其时空演变特性的重要工具,但是由于模式中输入量的不确定性和复杂物理化学过程的参数化简化处理,模式模拟的气溶胶的垂直特性仍然存在较大的不确定性。气溶胶垂直资料同化可以有效融合模式模拟和垂直观测资料,提升气溶胶垂直分布特性的模拟精度,有助于增强气溶胶垂直特性及其气候环境效应影响研究。因此,本研究进一步基于四维局地集合转换卡尔曼滤波（four-dimensional Local Ensemble Transform Kalman Filter,4D-LETKF）同化方法和非静力平衡全球大气环流模式NICAM（Non-hydrostatic ICosahedral Atmosphere Model）在线耦合气溶胶模块SPRINTARS（Spectral Radiation Transport Model for Aerosol Species）,构建合适的气溶胶光学特性观测算子,发展了星载激光雷达气溶胶垂直观测资料的质量控制和格点化方法,建立了拥有垂直观测资料异步同化能力的四维集合气溶胶资料同化系统,研究了水平和垂直局地化半径、集合源排放扰动因子等同化参数对气溶胶资料同化的影响,实现了对2016年11月星载双波长正交偏振云-气溶胶激光雷达Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization（CALIOP）气溶胶观测资料的循环同化。本研究利用同化CALIOP气溶胶消光系数和中分辨率成像光谱仪（Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS）气溶胶光学厚度的单一和联合观测同化试验,分析了垂直观测资料同化对模拟的气溶胶垂直结构的改进程度。结果表明:CALIOP资料同化显着减少了未同化试验对生物质燃烧烟尘主导区、人为气溶胶源区、沙尘源区和下风向地区模拟的气溶胶柱信息的低估,有效地将气溶胶垂直观测资料应用于预报模式中并优化了气溶胶垂直结构的模拟结果。同化各层以及整层气溶胶信息都可以对前向模式预报良好的气溶胶廓线进行优化,但是对于预报有误的气溶胶垂直分布,只有同化垂直气溶胶观测资料才能够较好地再现气溶胶垂直结构。对CALIOP和MODIS的气溶胶观测资料进行联合同化可以更有效地提高气溶胶时空分布的模拟能力,降低模拟的气溶胶垂直结构的不确定性。
王晓鸿[5]（2021）在《C/SiC点阵夹层结构复合材料传热性能研究》文中认为近年来,航空航天领域对于结构轻量化、集成化和多功能一体化的关注迅速提升。C/SiC点阵夹层结构复合材料作为一种兼顾材料、结构、功能等因素的功能性构型材料,不仅可以提供优异的力学性能,还具有实现热控管理、能量吸收、抗冲击、减振降噪等多功能一体化的潜在优势,使其成为航空航天领域首选的新型结构材料之一。目前关于C/SiC点阵夹层结构复合材料设计、制备以及相关力学性能的研究已取得了许多成果。然而对于C/SiC点阵夹层结构复合材料的传热性能研究还处于起步阶段。本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对C/SiC点阵夹层结构复合材料的传热性能进行系统的研究,主要研究内容如下。考虑芯子细观构型,基于净热流法和蒙特卡洛法,建立C/SiC四棱锥点阵夹层结构复合材料等效导热系数的理论预测模型,计算C/SiC四棱锥点阵夹层结构复合材料等效导热系数。给出了细观结构尺寸（如芯子的高度、芯子杆直径、芯子杆倾斜角、芯子杆截面形状）、温度、固体表面发射率等因素对四棱锥点阵夹层结构等效导热系数的影响规律,揭示点阵夹层结构的传热机理。研究表明,C/SiC四棱锥点阵夹层结构复合材料的等效导热系数表现出对环境温度和固体表面发射率的依赖性。当上面板温度从373 K增加到1473 K时,其等效导热系数增加了8.7倍。此外,以减重为衡量依据,改进四棱锥点阵夹层结构的芯子杆几何构型。相比于原结构,改进型四棱锥点阵夹层结构的力学性能和隔热性能都有明显提升,这将为点阵夹层结构最终实现承载/防隔热一体化奠定坚实基础。考虑芯子辐射发射的影响,基于净热流法,建立C/SiC四棱锥点阵夹层结构复合材料等效导热系数的理论预报模型,计算C/SiC四棱锥点阵夹层结构复合材料的等效导热系数,给出结构几何参数、温度、固体表面发射率等因素对四棱锥点阵夹层结构等效导热系数的影响规律。结果表明,当温度大于1273 K时,芯子辐射效应对结构整体传热量的贡献超过10%,故不可忽略;在较高温度下,固体材料表面发射率对辐射导热系数的影响更为显着。为了结构优化设计和提升结构隔热效率,设计了C/SiC横向梯度点阵夹层结构复合材料。在不考虑面板热阻的条件下,建立C/SiC横向梯度点阵夹层结构复合材料的传热理论分析模型,计算C/SiC横向梯度点阵夹层结构复合材料的等效导热系数,给出梯度系数和结构几何参数对横向梯度点阵夹层结构等效导热系数的影响规律。基于对实际传热过程的分析,在考虑面板热阻的条件下,建立C/SiC横向梯度点阵夹层结构复合材料的传热理论分析模型,计算横向梯度点阵夹层结构的等效导热系数,给出梯度系数和结构几何参数对横向梯度点阵夹层结构等效导热系数的影响规律。基于辐射能量守恒理论,建立非均匀热载荷作用下C/SiC四棱锥点阵夹层结构复合材料和C/SiC纵向梯度点阵夹层结构复合材料的传热理论分析模型。采用改进的蒙特卡洛法求解结构的辐射传递系数,采用变分法实现对两类点阵夹层结构温度场的预报。建立了这两类点阵夹层结构稳态传热的有限元模型,研究梯度分布和结构几何参数等因素对这两类点阵夹层结构下表面温度响应的影响规律。研究表明,在不增加结构质量的情况下,可以通过优化芯子杆件的梯度分布来提高夹层结构的隔热性能;在相同的非均匀热载荷分布形式下,增大芯子高度和减小芯子杆倾斜角都可降低结构下表面的平均温度。基于等效理论,将横向梯度点阵夹层结构复合材料等效为功能梯度材料夹层结构。建立功能梯度材料夹层结构复合材料的传热模型。采用Ferrari’s法实现对流-辐射边界条件下横向梯度点阵夹层结构复合材料温度场分布的预报,采用热网络法获得横向梯度点阵夹层结构复合材料的等效导热系数。研究热物理、几何参数对横向梯度点阵夹层结构复合材料温度响应和等效导热系数的影响。结果表明,在结构总厚度不变的前提下,梯度芯层厚度的改变将改变结构温度场的分布,且减少梯度芯层的厚度可提升结构隔热效果。
王涛[6]（2021）在《亚米级空间分辨率光学卫星影像大气辐射校正研究》文中研究指明大气分子和气溶胶粒子对太阳辐射的吸收和散射会导致可见近红外波段卫星影像变得模糊、低对比度,并且还会导致卫星影像中各像元表观反射率严重偏离其地表真实反射率。研究大气校正技术对提升遥感图像质量、准确获取地表辐射收支、生物理化参量及水循环等地球资源信息至关重要。文章针对亚米级空间分辨率光学卫星遥感图像特点,分析了大气吸收、大气程辐射、邻近效应等对其的影响,提出了自适应大气校正算法。可见近红外波段卫星影像大气校正主要包括大气吸收校正、大气程辐射校正和邻近效应校正。大气吸收校正的本质是计算太阳辐射传输路径（太阳-地球表面-星载光电传感器）上的大气粒子对太阳辐射的总吸收透过率。仿真分析结果表明,提升大气吸收校正精度的关键在于获得与卫星影像时空同步的水汽和臭氧含量。大气程辐射校正的本质是计算大气程辐射值（或大气本征反射率）。目前主要利用黑暗像元法或辐射传输方程法来获得卫星影像中各像元对应的大气程辐射值。仿真分析结果表明,提升大气程辐射校正精度的关键在于获得与卫星影像时空同步的气溶胶类型及气溶胶含量。邻近效应校正的本质是计算各目标像元对应的平均背景反射率,所以邻近效应校正的关键在于确定邻近效应水平范围以及该范围内各背景像元对平均背景反射率的贡献权重值。但是目前缺乏针对邻近效应水平范围以及该范围内各背景像元对平均背景反射率的贡献权重值的相关影响因素的系统全面地分析。因此本文通过理论分析结合仿真数据,系统性地分析了邻近效应校正的相关影响因素。分析结果表明观测波长越小、空间分辨率越高、观测天顶角越小、地球表面目标物海拔高度越高、大气分子散射层高度越低、气溶胶散射层高度越低、大气分子光学厚度越大、气溶胶光学厚度越大,有效邻近效应水平范围越小;大气分子光学厚度越大、气溶胶光学厚度越大、背景像元与目标像元空间距离越小、背景像元反射率与目标像元反射率差值越大,该背景像元对平均背景反射率的贡献权重值越大。亚米级空间分辨率光学卫星影像中相邻地物反射率差异较大是导致邻近效应严重的一个主要因素,目前常用的大气校正算法均没有考虑背景像元反射率与目标像元反射率差值对计算该背景像元对平均背景反射率的贡献权重值的影响,故传统大气校正算法无法对亚米级空间分辨率卫星影像进行有效邻近效应校正。本文首次考虑了背景像元反射率与目标像元反射率差值对邻近效应贡献权重值的影响。并根据仿真分析结果,利用卫星入瞳处背景像元辐亮度和卫星入瞳处目标像元辐亮度的比值来定量描述背景像元反射率与目标像元反射率差值对计算背景各像元对邻近效应贡献权重值的相对大小。并将该比值和6S模型中的大气校正算法（6S-AC）中的平均背景反射率表达式结合得到等效平均背景反射率表达式,然后利用等效平均背景反射率替代6S-AC中的平均背景反射率,开发了自适应大气校正算法（Adaptive-AC）以用于亚米级空间分辨率光学卫星影像的大气校正。与6S-AC中的平均背景反射率相比,本文提出的等效平均背景反射率同时考虑了背景像元反射率与目标像元反射率的差值、气溶胶光学厚度、背景像元与目标像元之间的空间距离以及大气分子光学厚度对计算各背景像元对邻近效应的贡献权重值的影响。自适应大气校正算法的自适应特点体现在它可根据大气分子光学厚度、气溶胶光学厚度、背景像元与目标像元之间的空间距离和反射率差值来调整各背景像元对邻近效应的贡献权重值。利用Adaptive-AC对WorldView-3全色波段卫星影像（空间分辨率为0.31 m）和GF-2全色波段卫星影像（空间分辨率为0.81 m）进行大气校正,并与6S-AC和MODTRAN模型中的大气校正算法（MODTRAN-AC）的大气校正结果作对比,结果表明Adaptive-AC的校正结果优于6S-AC和MODTRAN-AC的校正结果。以2020年3月20日嵩山定标场的GF2全色波段卫星影像为例,高反射率靶标区域的地面同步实测反射率值为0.4756,低反射率靶标区域的地面同步实测反射率值为0.0681。当取邻近效应范围值为1920米时,基于Adaptive-AC校正后的卫星影像（简记为“Adaptive-AC地表真实反射率图”）中各靶标区域的平均反射率非常接近地面同步实测的平均反射率。Adaptive-AC地表真实反射率图中高反射率靶标区域的平均反射率为0.4406,低反射率靶标区域的平均反射率为0.0805;基于6S-AC校正后的卫星影像（简记为“6S-AC地表真实反射率图”）中各靶标区域的平均反射率与地面同步实测的平均反射率差别较大。6S-AC地表真实反射率图中高反射率靶标区域的平均反射率为0.3913,低反射率靶标区域的平均反射率为0.1004;基于MODTRAN-AC校正后的卫星影像（简记为“MODTRAN-AC地表真实反射率图”）中各靶标区域的平均反射率均高于地面同步实测值。MODTRAN-AC地表真实反射率图中高反射率靶标区域的平均反射率为0.4880,低反射率靶标区域的平均反射率为0.1211。Adaptive-AC的校正结果与常规图像处理结果作对比,结果表明相对于常规图像处理方法在提升卫星影像质量时会带来噪声和过度增强的问题,Adaptive-AC在提升卫星图像质量时不会带来噪声和过度增强问题。以2018年4月1日北京万泉河桥附近区域的WV-3全色波段卫星影像为例,从基于Adaptive-AC校正后的卫星影像可直接目视解译出大型车辆的车顶天窗,但从常规图像处理后的卫星影像中无法目视解译出这些信息。总的来说,与6S-AC中的平均背景反射率相比,本文提出的等效平均背景反射率可以更好地描述邻近效应的基本特征。并且基于等效平均背景反射率开发的Adaptive-AC可以很好地移除亚米级空间分辨率光学卫星对地球表面目标成像过程中,大气和目标物周围自然环境对目标物成像的影响,恢复卫星成像过程的真实性,提高亚米级空间分辨率卫星影像的图像质量和定量遥感精度。相对于MODTRAN-AC和6S-AC,Adaptive-AC更适合用于亚米级空间分辨率光学卫星影像的大气校正。
李瑞金[7]（2021）在《卫星遥感点光源辐射标校方法与系统研究》文中进行了进一步梳理卫星遥感在国民经济、社会生活和国家安全等诸多方面得到广泛应用,其应用效能很大程度上取决于遥感数据定量化水平,而卫星遥感器MTF在轨检测和辐射定标是卫星遥感定量化基础。以场地为观测目标的替代定标作为卫星定标三类手段之一,具有对在轨卫星整个生命周期进行高精度检测与定标的技术优势。替代定标主要以大面积均匀场、人工靶标或点光源作为参照目标。基于自然环境的大面积均匀场较为偏远、人工靶标存在铺设费力和表面易老化等问题,难以作为高频次、常规化的长期定标参照目标,而点光源法由凸面镜组构成,具有克服上述不足的潜在优势,在未来卫星在轨定标中具有重要应用前景。由凸面镜构成的点光源,其指向精度决定着凸面镜口径和重量需求;对点光源指向的网络化远程控制是定标常规化的基础,因此,基于点光源定标与MTF检测的高频次、常规化问题主要就是指向精度与网络化控制问题。本论文就点光源网络化远程控制系统研制和高精度指向标校方法等问题开展研究。依据点光源的多能级梯度阵列特点和高频次、常规化定标需求,提出了基于网络化远程控制、高精度点光源阵列指向跟踪的设想,进行了相应点光源辐射定标系统软硬件方案设计,研制了一套场地替代定标点光源系统,使其具有自动化跟踪、网络化协同工作特点,具备在不同纬度、不同季节、不同分辨率卫星条件下,均可作为在轨辐射定标和MTF检测参照目标的普适性功能。针对点光源系统面临着相机、点光源、大地和太阳等单元相互独立、而又应具备高精度指向的应用需求问题,研发了基于太阳矢量,将反射镜坐标系下的任意矢量通过坐标变换关系转换到当地坐标系的算法,以此形成坐标体系的整体性。在此基础上构建了高精度标校模型,并通过反解模型求解法、太阳图像质心比对法和坐标旋转变换矩阵法,验证与完善了标校模型,实现所研点光源定标系统在当地坐标体系下的高精度指向能力。在实现点光源系统高精度标校能力基础上,为达到基于点光源MTF检测与定标的高频次、常规化、自动化应用目标,本文进一步提出了在点光源系统上增设自动相机的构想,并开展了基于反射镜与相机几何关系的自动化标校模型研究,以此确定太阳图像质心与反射镜法向之间的定量联系,并通过实验,检验并完善了该系统指向太阳的高精度自动调节能力。在点光源辐射定标系统研制、点光源系统的高精度标校和标校过程自动化研究的基础上,开展了一系列点光源指向实验。模型分析与跟踪太阳实验比对结果表明,俯仰角误差标准差为0.017°,方位角误差标准差为0.031°,质心对比均方根误差分别为X轴像素均方根误差为2.099 pixel,Y轴像素均方根误差0.868 pixel,对应像素角分辨率误差为0.037°、0.014°,综合角分辨率误差为0.040°。实验结果显示模型解算值与实际测量数据具有较好的一致性,能够满足基于点光源系统的MTF检测与辐射定标需求。
宋波[8]（2021）在《海洋目标高分辨率遥感成像仿真方法研究》文中研究指明随着国家综合实力的进步及航天科技的发展,在遥感探测领域,我国已全面进入了“高分时代”。高分辨率遥感成像仿真技术在光电装备研发、图像质量评估、侦察效果评估、战场环境态势推演、制导能力预测评估、目标检测和识别方法验证等领域具有并正发挥着重要应用价值。在我国走向深海的战略方向指引下,海洋目标高空间分辨率遥感成像仿真技术在海面目标探测识别等方面有着广泛应用前景。舰船与海水流体交互作用在高分辨率卫星观测下得以显现,对其产生的复杂流场辐射模拟是成像仿真的主要难点。本文结合光学遥感成像过程中的辐射传输机理及计算机技术在图像仿真方面的应用,针对海面目标高分辨率遥感成像仿真过程中,包括高精度的海面三维辐射模型的构建、针对海面目标航行导致的水面流场变化和辐射扰动的定量表征、紧耦合辐射传输计算等关键技术展开研究,具体工作体现在:研究了海面三维形态、多组分分布与海水方向反射特性的耦合作用和辐射模型,通过频谱分析的方法构建了海面三维模型;对水面反射率的各组成成分进行了影响性分析;根据海面组分分布的区别及不同位置海面法向的不同,修正了低分辨率下的海洋BRDF模型,使其满足高分辨率卫星图像的仿真应用;计算出不同组分的海面的方向反射数据,并将其与海面三维模型关联,构建了亚米级海面三维辐射模型,为后续辐射传输计算提供基础。利用多角度光学图像进行了舰船目标的三维重构;结合流体力学、粒子系统,研究了舰船航行过程中与海水交互产生的流场几何形态和物性变化,及其与海面方向辐射特性的耦合作用模型;与光学辐射传输机理结合,定量表征了海洋目标航行时与海水交互所产生的动态扰动引起的辐射特性变化,构建了亚米级的舰船目标与海水三维耦合辐射模型,并以此为基础提出了海面目标高分辨率卫星成像仿真方法;使用蒙特卡洛方法和逆向光线追踪技术来模拟辐射能量在大气内的散射、衰减,在海洋场景内部的多次反射等辐射传输过程;将海-气之间的辐射传递作为一个连续过程进行计算,模拟了邻近效应和混合像元之间的相互耦合作用,得到传感器入瞳处的辐亮度图;根据拟仿真的目标进行传感器效应模拟,得到目标卫星观测的仿真结果。基于上述研究结果,编制了海洋目标遥感成像仿真系统,将仿真的结果与卫星实测结果进行对比验证。结果显示,将GF-6卫星全色波段实测图像与相同成像条件下的仿真图像对比,图像均值的误差为9.17%,标准差误差为9.21%,仿真的结果图像与实拍的卫星图像之间在目标船体、海面背景、船体与海面耦合形成的航行流场的辐射值及平均灰度值、灰度分布、纹理细节等方面,都具有较高的一致性,可以较真实地重现海面目标在航行时的卫星成像结果。本文对海洋目标在高空间分辨率光学遥感卫星拍摄成像过程中的几个重点影响因素做了较为深入的研究,结合海洋目标场景的辐射及几何特性,提出了针对海洋目标的高分辨率遥感成像仿真方法,在针对海洋目标的目标检测和识别方法验证领域具有重要的应用价值。
李天骄[9]（2021）在《基于重聚焦光场图像的三维发光火焰温度场层析重建》文中研究指明航空航天和能源动力等领域广泛存在着高温燃烧现象,其发生在如航空航天发动机、内燃机、电站锅炉、燃气轮机等高温设备中。对高温燃烧现象中的火焰燃烧状态进行理论和实验研究,将有助于优化燃烧系统的设计和高温设备运行状态监测。火焰温度是火焰燃烧状态参数中十分重要的一项,实时准确的获得火焰温度分布情况对燃烧过程的理解和燃烧理论的分析具有重要意义。但火焰燃烧过程不稳定,已有的火焰测量方法较难探测到火焰的瞬时内部温度场,因此火焰温度场在线监测的实时准确性仍需要探讨。为了实现这一目的,可以采用基于辐射成像法的非接触式火焰温度测量方法,从而实现对发光火焰的温度场大尺寸空间连续在线测量。光场相机作为一种基于辐射成像法的非接触式光学探测设备,具有仅通过单次拍摄即可记录待测对象的多角度光场信息的特点,从而简化测量系统的设计与调试工作。将光场相机这一特点应用于火焰测量是一种十分有发展和应用前景的温度场在线检测手段。本文根据蒙特卡洛方法,搭建分层及非均匀辐射物性分布火焰光场成像模型;针对火焰分层特点采用不同重建方法处理光场重聚焦图像,获取相应火焰分层位置的重建图像;预设均匀分布辐射物性,对温度场进行重建,与温度场输入值对比得到其相对误差,从而分析算法准确性;在辐射物性未知情况下,通过预估辐射物性分布的方法,分析重建温度的精度范围。主要完成工作如下:搭建光场相机成像模型,建立针对火焰光场图像的质量评价体系,对比不同辐射物性条件下的火焰光场图像;经过分层模拟不同衰减系数条件下的火焰光场图像,分析火焰发射光线能量的衰减对其光场成像的影响;针对复杂火焰结构,发展非均匀温度场和辐射物性场分布下的轴对称火焰光场成像模型,从而实现发光火焰光场辐射传输成像的完整模拟过程。将给定火焰温度场、辐射物性场等参数输入到上述火焰光场成像模型中,获取火焰光场原始图像和相应子孔径、重聚焦图像,为火焰温度场重建提供模型及数据基础。基于建立的火焰光场成像模型,搭建火焰温度场重建平台,设计火焰三维温度场重建流程。对重建平台进行模拟标定,构建利用不同发射温度黑体平面的图像灰度标定过程和光场相机点扩散函数参数标定方法。采用维纳滤波方法对不同火焰分层的重聚焦图像进行重建获得重建图像,利用灰度与实际光谱辐射力的对应关系式重建温度,进而计算得到相对误差的分布。应用搭建的基于光场成像的火焰温度场重建平台,进一步针对温度重建算法进行讨论,通过合理利用光场重聚焦图像所含光谱辐射信息,针对火焰分层特点采用不同温度层析重建方法重建温度场。引入最近邻域法、小波图像处理方法和解卷积算法,考察最近邻域法和解卷积算法在不同火焰分层的温度重建效果,结合二者在特定火焰分层温度重建效果的优势,提出最近邻域和解卷积联合算法。运用基于光场成像的火焰分层温度重建流程以及解卷积和最近邻域联合算法,分析火焰辐射物性的均匀、非均匀分布对温度重建精度的影响,以及火焰成像位置对温度重建精度的影响。均匀衰减系数分布被用于估计不同衰减系数情况下的火焰温度,从而考察温度重建误差范围;通过对介质的区域性划分,讨论非均匀分布的衰减系数对温度重建效果的影响;在火焰尺寸和光场相机有效像素区域不匹配的前提下,考察并评价光场相机针对不同火焰尺寸的适应能力。将计算流体力学仿真结果输入到火焰光场成像模型中,用于对乙烯层流扩散火焰的数值模拟和光场成像,并通过实验拍摄和热电偶测量不同工况下该火焰的光场图像,用于验证温度层析重建方法。实验并模拟烟黑颗粒浓度比乙烯火焰低一个数量级的二甲醚层流扩散火焰,对其进行光场图像和温度层析重建,考察燃烧区域内烟黑颗粒含量较少情况下的火焰光场成像结果和温度重建效果。从而实现为在线获取火焰温度场分布提供理论模型、求解思路和技术支撑。基于上述研究,本文构建了考虑非均匀温度场和辐射物性场的火焰光场成像仿真模型,实现了高温发光火焰的光场重聚焦成像过程的数值仿真,获得了火焰不同景深位置的成像特性差异;针对处理火焰边缘与中心温度时最近邻域和解卷积算法各自的局限性,提出了分层火焰特性的温度重建联合算法,实现了高效的三维发光火焰温度场在线重建;提出了辐射物性未知时发光火焰的光场层析温度重建策略,从实验和仿真两方面验证了重建策略的正确性,并将该策略应用于不同类型的同轴层流扩散火焰温度场重建。为火焰温度场的光场在线测量提供了仿真模型及数据基础,为发光火焰温度场的三维层析重建提供了求解思路和技术支撑。
王亚辉[10]（2021）在《中子输运与传热流动耦合的格子Boltzmann数值建模》文中研究表明核反应堆精细中子输运-传热-流动（Neutron Transport-Thermal-Hydraulics,NTH）耦合计算是先进反应堆数值模拟的研究重点之一,涉及中子物理、流体力学以及传热学等多学科交叉。由于中子输运模拟的复杂性以及不同物理过程之间的差异性,堆芯内部耦合NTH过程的精细模拟仍需深入研究。本文基于实现简单,具有强并行性和多场耦合优势的格子Boltzmann（Lattice Boltzmann,LB）方法,发展了中子输运高精度LB模型,建立了中子输运LB模型的自适应、非结构网格以及大规模GPU并行加速方法,并在此基础上构建了NTH模拟的统一LB框架。建立了中子输运高精度LB模型并编制了相应的计算程序。针对中子输运SN方程、SP3方程以及中子扩散方程,建立了高精度LB模型。通过高阶Chapman-Enskog展开建立了高精度中子扩散LB模型,在不明显提高计算复杂度的前提下有效提高计算精度;采用耦合双分布LB模型通过高阶Chapman-Enskog展开建立了中子输运SP3方程高精度LB模型,保持了标准LB模型所有优势并有效提高计算精度;从离散速度Boltzmann方程出发,建立了中子输运SN方程有限差分LB模型,提高了准确性和稳定性。数值结果表明,以上高精度LB模型具有比标准LBM更高的精度和稳定性,同时对多维非均匀堆芯以及时空动力学问题具有较高的精度和良好的适应性。将中子输运LB模型发展到自适应网格和非规则网格条件,建立了中子输运自适应网格和非结构网格LB模型并编制了相应的计算程序。针对先进反应堆内部复杂中子分布,发展了自适应调整网格分布同时网格之间关系明确的迁移流分块自适应网格优化（Streaming-Based Block-Structured Adaptive-Mesh-Refinement,SSAMR）中子输运LB模型。消除了传统自适应网格技术的复杂树状数据结构,并克服了多块网格技术灵活性差的问题。为提高复杂堆芯几何适应性,发展了非结构网格有限体积中子输运LB模型,能灵活模拟复杂几何中子输运问题。模拟结果表明,基于SSAMR的中子输运LB模型能准确模拟多群中子输运问题,同时能灵活而简单地自适应调整网格结构;非结构网格中子输运LB模型能准确而灵活地适用于不同几何堆芯结构。对中子输运LB模型开展了并行加速技术研究,建立了GPU并行加速的中子输运LBM技术并编制了相应的计算程序。针对精细反应堆数值模拟耗时长的特点,发展了GPU集群并行加速的中子输运LB模型。由于中子输运LB计算简单且局部性强,极适合于GPU多线程并行加速计算。针对中子输运SN方程的角度离散特性,发展了空间-角度二级并行的GPU加速中子输运SN方程LB模型。结果表明,GPU并行加速中子输运LB模型能有效提高计算效率,同时空间-角度二级并行加速能进一步提高中子输运SN方程LB模型的计算速度。在以上研究的基础上,针对反应堆堆芯多物理耦合条件,建立了中子输运-传热-流动耦合LB计算框架并编制了多物理耦合LB计算程序。在中子输运LB数值计算方法的基础上,耦合传热、流动计算过程,建立了细致求解反应堆核、热、流耦合过程的统一LB框架lbm NTH。将中子输运SN、SP3以及扩散方程等三种常用中子输运控制方程,导热及对流换热等传热形式,以及Navier-Stokes和LES方程等流动控制方程统一到LB框架下进行求解,并在统一的数据结构及离散格式下考虑其耦合关系。为适用于液态核燃料堆芯,基于有限Boltzmann形式发展了液态燃料缓发中子先驱核守恒LB模型。数值结果表明,lbm NTH框架可以灵活而准确地模拟耦合NTH过程;小尺度条件下中子输运SP3近似比中子扩散近似能更准确地模拟中子输运过程;温度反馈在高温条件下有很强的作用;提高慢化剂流速能有效改善传热并展平温度分布,有利于堆芯安全稳定运行。综上,为实现核反应堆内中子输运过程与传热、流动过程的耦合求解,本文建立了中子输运过程高精度LB数值模拟方法,并在统一LB框架下实现了中子输运、传热、流动过程耦合模拟。本文工作是工程热物理理论在核工程领域的有效应用和拓展,可以为反应堆多物理耦合研究及大规模工程应用提供一种新的思路。
二、一个三维Monte-Carlo地气耦合辐射传输模式（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一个三维Monte-Carlo地气耦合辐射传输模式（论文提纲范文）
（1）激光雷达波形模拟模型与定量化研究（论文提纲范文）
| 致谢1 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 激光雷达波形模拟模型 |
| 1.2.2 激光雷达波形定量化研究 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第2章 DART-Lux LiDAR波形模拟模型 |
| 2.1 DART-Lux LiDAR模型背景 |
| 2.1.1 辐射传输方程 |
| 2.1.2 蒙特卡罗光线追踪算法 |
| 2.1.3 DART模型 |
| 2.2 DART-Lux LiDAR模型介绍 |
| 2.3 三维场景构建 |
| 2.3.1 三角面片 |
| 2.3.2 浑浊体元 |
| 2.3.3 几何体实例化技术 |
| 2.4 LiDAR传感器模拟 |
| 2.4.1 激光光源 |
| 2.4.2 接收器 |
| 2.5 LiDAR波形模拟 |
| 2.5.1 双向路径追踪算法 |
| 2.5.2 激光返回时间计算 |
| 2.5.3 激光返回功率计算 |
| 2.5.4 LiDAR波形模拟 |
| 2.5.5 太阳噪声模拟 |
| 2.6 模型精度验证 |
| 2.6.1 RAMI虚拟场景验证 |
| 2.6.2 实测数据验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于LiDAR模拟模型的森林回波散射机制研究 |
| 3.1 LiDAR森林场景回波模拟 |
| 3.1.1 叶片反射率模型PROSPECT |
| 3.1.2 森林生长模型TASS |
| 3.1.3 LiDAR波形模拟模型DART-Lux |
| 3.1.4 LiDAR森林回波模拟参数设置 |
| 3.1.5 模拟结果自验证 |
| 3.2 LiDAR森林回波散射组分表达模型 |
| 3.2.1 平坦地形下LiDAR森林回波散射组分表达模型 |
| 3.2.2 坡度地形下LiDAR森林回波散射组分表达模型 |
| 3.2.3 森林回波散射组分评估方法 |
| 3.2.4 森林回波散射组分评估结果 |
| 3.3 多因素对LiDAR冠层散射的影响 |
| 3.3.1 LiDAR系统参数对LiDAR冠层散射的影响 |
| 3.3.2 植被结构参数对LiDAR冠层散射的影响 |
| 3.3.3 植被生化参数对LiDAR冠层散射的影响 |
| 3.3.4 地形坡度对LiDAR冠层散射的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于LiDAR模拟模型的传感器参数设计与验证 |
| 4.1 面向林业调查和地形测绘应用的大光斑全波形LiDAR光斑设计 |
| 4.1.1 基于LiDAR模拟模型的LiDAR光斑设计方法 |
| 4.1.2 LiDAR光斑尺寸设计结果 |
| 4.1.3 多因素对LiDAR光斑尺寸设计的影响 |
| 4.2 星载全波形LiDAR光斑水平定位精度验证 |
| 4.2.1 研究区及数据概况 |
| 4.2.2 基于波形匹配的星载LiDAR水平定位精度验证方法 |
| 4.2.3 水平定位精度评估结果 |
| 4.2.4 水平定位精度敏感性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于LiDAR模拟模型的地表参数反演模型 |
| 5.1 基于星载全波形数据的地形坡度估算模型 |
| 5.1.1 研究区及数据概况 |
| 5.1.2 地形坡度估算模型 |
| 5.1.3 模型精度验证结果 |
| 5.1.4 多因素对地形坡度估算精度的敏感性分析 |
| 5.2 联合星载全波形和中分辨率影像的植被叶面积指数估算模型 |
| 5.2.1 研究区与数据概况 |
| 5.2.2 叶面积指数反演 |
| 5.2.3 模型精度评估 |
| 5.3 联合星载全波形和高分辨率影像的多级建筑物高度提取 |
| 5.3.1 研究区与数据概况 |
| 5.3.2 多级建筑物高度提取方法 |
| 5.3.3 精度评估 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要工作与结论 |
| 6.2 论文特色与创新 |
| 6.3 问题与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1 缩略词一览表 |
| 附录2 DART-Lux LiDAR波形模拟模型伪代码 |
| 附录3 DART-Lux LiDAR波形模拟模型符号说明 |
| 致谢2 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）基于微透镜阵列光场成像的不确定性分析及三维火焰重构（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表(Nomenclature) |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光场成像测量技术 |
| 1.2.2 光场成像系统误差及不确定性影响分析 |
| 1.2.3 失真光场校正方法 |
| 1.2.4 基于辐射光场成像的火焰温度场重建技术 |
| 1.2.5 研究现状总结 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 光场成像系统微透镜阵列误差建模及评估 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光场成像基本原理 |
| 2.2.1 光场信息采集 |
| 2.2.2 光场信息处理 |
| 2.3 光场成像系统仿真模型 |
| 2.3.1 光场相机成像物理仿真模型 |
| 2.3.2 超分辨率数字重聚焦算法 |
| 2.3.3 光场成像系统仿真结果 |
| 2.4 微透镜阵列误差模型 |
| 2.4.1 基本误差参数 |
| 2.4.2 误差模型的数学描述 |
| 2.4.3 误差仿真成像结果与分析 |
| 2.5 光场成像不确定性评估 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 微透镜阵列误差作用下的光场成像特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微透镜单元中心标定 |
| 3.3 面形误差作用下的光场成像特性 |
| 3.3.1 间距误差局部成像特性 |
| 3.3.2 曲率半径误差局部成像特性 |
| 3.3.3 偏心误差局部成像特性 |
| 3.3.4 组合误差局部成像特性 |
| 3.4 方位误差作用下的光场成像特性 |
| 3.4.1 耦合距离误差局部成像特性 |
| 3.4.2 平移误差局部成像特性 |
| 3.4.3 旋转误差局部成像特性 |
| 3.4.4 倾斜误差局部成像特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 失真光场校正方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于特征点提取的光场局部校正方法 |
| 4.2.1 校正原理 |
| 4.2.2 校正方法步骤 |
| 4.2.3 校正结果与分析 |
| 4.3 亚像素级优化校正方法 |
| 4.3.1 亚像素特征点定位和提取 |
| 4.3.2 子图像亚像素配准 |
| 4.3.3 校正结果与分析 |
| 4.4 旋转误差估计和校正方法 |
| 4.4.1 校正原理 |
| 4.4.2 旋转误差估计 |
| 4.4.3 光场图像旋转校正 |
| 4.4.4 校正结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 火焰辐射光场成像不确定性分析与校正 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 火焰辐射光场成像模型 |
| 5.2.1 整体火焰模型 |
| 5.2.2 分层火焰模型 |
| 5.3 方位误差作用下的火焰光场成像不确定性 |
| 5.3.1 方位误差对纯吸收火焰光场成像影响 |
| 5.3.2 方位误差对吸收散射性火焰光场成像影响 |
| 5.4 面形误差作用下的火焰光场成像不确定性 |
| 5.4.1 面形误差对纯吸收火焰光场成像影响 |
| 5.4.2 面形误差对吸收散射性火焰光场成像影响 |
| 5.5 火焰失真光场校正结果与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于光场重聚焦堆栈的火焰三维重建方案 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 火焰三维重建方法及流程 |
| 6.2.1 三维火焰图像序列重构方法 |
| 6.2.2 火焰三维温度场重建方法 |
| 6.2.3 火焰三维重建流程 |
| 6.3 火焰三维重建仿真实验 |
| 6.3.1 点扩散函数标定 |
| 6.3.2 光谱辐射强度标定 |
| 6.3.3 火焰图像采集与处理 |
| 6.3.4 重建结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）机载紫外前视测风激光雷达紫外大气散射及相关技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 紫外测风激光雷达国内外研究现状 |
| 1.2.2 紫外激光大气传输模型国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及章节 |
| 第2章 前视紫外测风激光雷达大气传输理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 地球大气成分和分层结构 |
| 2.2.1 地球大气成分 |
| 2.2.2 地球大气分层结构 |
| 2.3 机载紫外前视测风激光雷达原理 |
| 2.4 紫外激光雷达大气传输特性 |
| 2.4.1 大气对紫外光的散射 |
| 2.4.2 大气对紫外光的吸收 |
| 2.4.3 大气湍流的影响 |
| 2.5 紫外光大气传输散射理论 |
| 2.5.1 单次散射 |
| 2.5.2 多次散射—经典蒙特卡罗模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 机载紫外激光雷达大气传输模型的建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 利用蒙特卡罗指向概率法建立紫外光大气传输模型 |
| 3.2.1 确定初始光子的发射方向余弦 |
| 3.2.2 定义光子空间坐标与散射方向余弦 |
| 3.2.3 判定光子是否被接收 |
| 3.2.4 计算光子接收概率 |
| 3.3 单次散射模型(n=1)仿真分析 |
| 3.3.1 单次散射收发间距对回波信号的影响 |
| 3.3.2 单次散射收发不共面角对回波信号强度的影响 |
| 3.3.3 单次散射不同激光光源对回波信号的影响 |
| 1)仿真分析'>3.4 基于蒙特卡罗指向概率法的多次散射(n>1)仿真分析 |
| 3.5 模型的验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 紫外发射光源特性对回波信号的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 紫外激光光源的建模 |
| 4.2.1 利用正态分布随机数生成初始光子方向余弦 |
| 4.2.2 利用均匀分布随机数生成初始光子方向余弦 |
| 4.3 光源模型与MCNEE散射模型的联合仿真 |
| 4.4 接收端接收能量密度的分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 湍流大气中的机载紫外激光传输模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 收发共轴紫外探测链路的湍流传输 |
| 5.2.1 大气湍流基本原理 |
| 5.2.2 湍流对数正态分布模型 |
| 5.3 湍流环境中机载紫外前视激光雷达非共轴链路建模 |
| 5.4 湍流环境中紫外前视激光雷达非共轴链路模型仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文研究成果 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 下一步工作计划 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）基于空基激光雷达观测和资料同化研究气溶胶的垂直结构（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 气溶胶的研究意义 |
| 1.1.2 气溶胶垂直资料同化的研究意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 东亚地区气溶胶垂直结构的季节变化和日变化特征 |
| 1.2.2 资料同化理论和方法 |
| 1.2.3 气溶胶资料同化 |
| 1.2.3.1 基于最优插值方法的气溶胶资料同化 |
| 1.2.3.2 基于变分方法的气溶胶资料同化 |
| 1.2.3.3 基于集合卡尔曼滤波方法的气溶胶资料同化 |
| 1.2.3.4 气溶胶垂直观测资料同化 |
| 1.3 研究目标和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 观测资料介绍 |
| 2.1 国际太空站观测资料介绍 |
| 2.1.1 CATS大气探测星载载荷 |
| 2.1.2 CATS气溶胶产品 |
| 2.2 CALIPSO卫星观测资料介绍 |
| 2.2.1 CALIPSO卫星 |
| 2.2.2 CALIOP气溶胶产品 |
| 2.3 MODIS观测资料介绍 |
| 2.4 AERONET观测资料介绍 |
| 参考文献 |
| 第三章 东亚地区气溶胶垂直结构多时空尺度变化的观测特征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 区域选择 |
| 3.3 东亚地区气溶胶光学厚度的季节变化 |
| 3.4 不同区域气溶胶消光系数和退偏振比的纬度高度剖面 |
| 3.4.1 人为气溶胶的重要源区:华北东北地区 |
| 3.4.2 气溶胶下风向地区:青藏高原地区 |
| 3.4.3 沙尘源区:塔里木盆地地区 |
| 3.5 不同区域气溶胶消光系数廓线的季节变化和日变化特征 |
| 3.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 气溶胶垂直观测资料同化系统的构建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 预报模式介绍 |
| 4.2.1 NICAM＿SPRINTARS 模式介绍 |
| 4.2.2 NICAM＿SPRINTARS模式的参数设置 |
| 4.3 4D-LETKF资料同化方法介绍 |
| 4.3.1 局地集合转换卡尔曼滤波(LETKF) |
| 4.3.2 四维局地集合转换卡尔曼滤波(4D-LETKF) |
| 4.4 CALIOP气溶胶观测资料预处理 |
| 4.5 观测算子建立 |
| 4.6 统计指标介绍 |
| 4.7 气溶胶资料同化参数优化 |
| 4.8 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于CALIOP资料同化分析的气溶胶垂直结构 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验介绍 |
| 5.3 气溶胶分析场的自检验 |
| 5.3.1 利用同化的CALIOP气溶胶消光系数进行自检验 |
| 5.3.2 利用同化的NRL MODIS AOTs进行自检验 |
| 5.4 CALIOP资料同化对分析的气溶胶垂直结构的影响 |
| 5.4.1 CALIOP资料同化对分析的气溶胶光学厚度的影响 |
| 5.4.2 CALIOP资料同化对分析的气溶胶消光系数的影响 |
| 5.5 CALIOP和MODIS联合同化对分析的气溶胶垂直结构的影响 |
| 5.5.1 CALIOP和MODIS联合同化对分析的气溶胶光学厚度的影响 |
| 5.5.2 CALIOP和MODIS联合同化对分析的气溶胶消光系数的影响 |
| 5.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 论文特色与创新 |
| 6.3 不足与展望 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）C/SiC点阵夹层结构复合材料传热性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 夹层材料传热性能研究进展 |
| 1.2.1 连续型泡沫夹层材料传热性能研究进展 |
| 1.2.2 二维蜂窝/波纹夹层材料传热性能研究进展 |
| 1.2.3 三维均匀点阵夹层材料传热性能研究进展 |
| 1.2.4 三维梯度点阵夹层材料力/热性能研究进展 |
| 1.3 C/SiC复合材料研究进展 |
| 1.3.1 C/SiC复合材料的制备工艺 |
| 1.3.2 C/SiC复合材料力/热性能研究进展 |
| 1.4 现存问题 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 C/SiC点阵夹层结构复合材料的传热性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 C/SiC四棱锥点阵夹层结构复合材料传热分析模型 |
| 2.2.1 C/SiC复合材料导热系数的预测 |
| 2.2.2 热传输机理 |
| 2.2.3 热传导模型 |
| 2.2.4 热辐射模型 |
| 2.3 辐射传递系数的蒙特卡洛法计算模型 |
| 2.3.1 蒙特卡洛法求解辐射传递系数的计算原理 |
| 2.3.2 蒙特卡洛法求解辐射传递系数的计算步骤 |
| 2.3.3 蒙特卡洛法的随机数产生方法 |
| 2.3.4 蒙特卡洛模型验证 |
| 2.4 数值计算及讨论 |
| 2.4.1 模型验证 |
| 2.4.2 结构几何参数对传热性能的影响 |
| 2.4.3 固体表面发射率对传热性能的影响 |
| 2.4.4 温度对传热性能的影响 |
| 2.5 改进型C/SiC四棱锥点阵夹层结构复合材料 |
| 2.5.1 改进方案 |
| 2.5.2 相对密度 |
| 2.5.3 传热性能对比分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 考虑芯子辐射效应的C/SiC点阵夹层结构复合材料的传热性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 考虑芯子辐射效应的C/SiC点阵夹层结构复合材料传热分析模型 |
| 3.2.1 热传输机理 |
| 3.2.2 热传导模型 |
| 3.2.3 热辐射模型 |
| 3.3 数值计算及讨论 |
| 3.3.1 模型验证 |
| 3.3.2 芯子辐射效应对传热性能的影响 |
| 3.3.3 结构几何参数对传热性能的影响 |
| 3.3.4 固体表面发射率对传热性能的影响 |
| 3.3.5 温度对传热性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 C/SiC横向梯度点阵夹层结构复合材料的传热性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 C/SiC横向梯度点阵夹层结构复合材料传热分析模型 |
| 4.2.1 忽略面板热阻影响的传热分析模型 |
| 4.2.2 考虑面板热阻影响的传热分析模型 |
| 4.3 数值计算及讨论 |
| 4.3.1 模型验证 |
| 4.3.2 忽略面板热阻影响的传热性能分析 |
| 4.3.3 考虑面板热阻影响的传热性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 非均匀热载下C/SiC点阵夹层结构复合材料的传热性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非均匀热载下C/SiC点阵夹层结构复合材料传热性能研究 |
| 5.2.1 传热性能分析模型 |
| 5.2.2 传热性能的数值计算模型 |
| 5.2.3 数值计算及讨论 |
| 5.3 非均匀热载下C/SiC纵向梯度点阵夹层结构复合材料传热性能研究 |
| 5.3.1 纵向梯度点阵夹层结构的构型设计 |
| 5.3.2 传热性能分析模型 |
| 5.3.3 传热性能的数值计算模型 |
| 5.3.4 数值计算及讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于等效理论的横向梯度点阵夹层结构复合材料的传热性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 横向梯度点阵夹层结构复合材料传热分析模型 |
| 6.2.1 传热物理模型简化及描述 |
| 6.2.2 数学模型的建立 |
| 6.2.3 温度场的解析求解 |
| 6.3 横向梯度点阵夹层结构复合材料等效导热系数模型 |
| 6.4 数值计算及讨论 |
| 6.4.1 模型验证 |
| 6.4.2 热物理量及几何参数对温度响应的影响 |
| 6.4.3 几何参数对等效导热系数的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要创新成果 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）亚米级空间分辨率光学卫星影像大气辐射校正研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 大气吸收校正研究现状 |
| 1.2.2 大气程辐射校正研究现状 |
| 1.2.3 邻近效应校正研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 可见近红外波段大气辐射校正原理及影响因素分析 |
| 2.1 可见近红外波段大气辐射校正原理 |
| 2.2 大气吸收和程辐射校正影响因素分析 |
| 2.2.1 大气吸收校正影响因素分析 |
| 2.2.2 大气程辐射校正影响因素分析 |
| 2.3 邻近效应校正影响因素分析 |
| 2.3.1 观测波长对邻近效应的影响 |
| 2.3.2 空间分辨率对邻近效应的影响 |
| 2.3.3 气溶胶类型对邻近效应的影响 |
| 2.3.4 大气分子和气溶胶粒子散射相函数对邻近效应的影响 |
| 2.3.5 大气分子和气溶胶粒子光学厚度对邻近效应的影响 |
| 2.3.6 大气分子和气溶胶粒子垂直分布廓线对邻近效应的影响 |
| 2.3.7 背景像元与目标像元的空间距离对邻近效应的影响 |
| 2.3.8 背景像元与目标像元反射率差值对邻近效应的影响 |
| 2.3.9 观测几何条件对邻近效应的影响 |
| 2.3.10 海拔高度对邻近效应的影响 |
| 2.3.11 自然地物的BRDF特性对邻近效应的影响 |
| 2.3.12 其他因素对邻近效应的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 自适应大气校正算法(Adaptive-AC) |
| 3.1 Adaptive-AC原理 |
| 3.2 Adaptive-AC特点及其适用范围 |
| 3.3 Adaptive-AC优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 对比验证及大气校正结果评价 |
| 4.1 大气校正结果评价方法 |
| 4.1.1 地表反射率定量分析 |
| 4.1.2 卫星图像质量定量分析 |
| 4.2 Adaptive-AC与其他大气校正算法比较 |
| 4.2.1 Adpative-AC与6S-AC比较 |
| 4.2.1.1 6S-AC算法原理介绍 |
| 4.2.1.2 卫星数据及典型大气参数 |
| 4.2.1.3 结果与讨论 |
| 4.2.2 Adpative-AC、6S-AC、MODTRAN-AC比较 |
| 4.2.2.1 MODTRAN-AC算法原理介绍 |
| 4.2.2.2 卫星数据及典型大气参数 |
| 4.2.2.3 结果与讨论 |
| 4.3 Adpative-AC与传统图像处理算法对比 |
| 4.3.1 卫星数据及典型大气参数 |
| 4.3.2 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Adpative-AC应用示例 |
| 5.1 WV-3全色波段卫星影像 |
| 5.2 GF-2全色波段卫星影像 |
| 5.3 WV-3真彩色卫星影像 |
| 5.4 GF-1全色波段卫星影像 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 学术成果 |
| 致谢 |
（7）卫星遥感点光源辐射标校方法与系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 卫星辐射定标与在轨MTF检测 |
| 1.2.2 点光源定标设备的发展现状 |
| 1.2.3 点光源标校方法发展现状 |
| 1.2.4 文献调研小结 |
| 1.3 论文研究目标及内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第2章 辐射定标及在轨检测原理 |
| 2.1 光学辐射度量与传递函数 |
| 2.1.1 光学辐射度量 |
| 2.1.2 光学传递函数 |
| 2.2 场地定标原理 |
| 2.2.1 场地定标方法 |
| 2.2.2 辐射传输过程 |
| 2.2.3 遥感数据定标 |
| 2.3 镜反射原理 |
| 2.4 点光源MTF检测原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 点光源辐射定标原理与系统研究 |
| 3.1 点光源辐射定标原理 |
| 3.1.1 点源阵列在轨辐射定标理论 |
| 3.1.2 点光源等效辐亮度物理意义 |
| 3.1.3 点光源反射镜组合设计原理 |
| 3.1.4 点光源阵列定标系数解算 |
| 3.2 点光源定标系统总体方案 |
| 3.2.1 需求分析与总体方案 |
| 3.2.2 主要性能参数 |
| 3.3 点光源定标系统硬件设计 |
| 3.3.1 光机系统关键技术分析 |
| 3.3.2 电子学系统硬件设计 |
| 3.3.3 多设备网络架构 |
| 3.3.4 光机系统装调 |
| 3.4 点光源定标系统软件设计 |
| 3.4.1 电子学系统软件方案 |
| 3.4.2 上位机软件设计及网络通信 |
| 3.4.3 标校控制算法与标校验证方法 |
| 3.4.4 反射镜法向矢量控制算法 |
| 3.5 性能测试与分析 |
| 3.5.1 凸面镜多角度光谱反射率性能测试与分析 |
| 3.5.2 太阳敏感器性能测试与分析 |
| 3.5.3 系统低频驱动性能测试与分析 |
| 3.5.4 运动控制性能测试与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 点光源定标系统标校建模研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 几何误差描述及坐标系的建立与变换 |
| 4.2.1 空间参考坐标系 |
| 4.2.2 空间坐标系变换 |
| 4.3 点光源标校建模原理 |
| 4.4 基于太阳矢量的点光源标校模型的建立 |
| 4.4.1 标校模型的建立 |
| 4.4.2 模型的验证与解算 |
| 4.5 基于相机的反射镜法向标校模型的建立 |
| 4.5.1 反射镜法向标校模型的建立 |
| 4.5.2 模型已知参数求解算法 |
| 4.6 基于相机的高精度自动化标校模型的建立 |
| 4.6.1 基本标校模型的建立 |
| 4.6.2 高精度标校模型的建立 |
| 4.6.3 标校模型的解算与反解目标值算法 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 点光源定标系统跟踪能力实验与分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 模型的实验验证分析 |
| 5.2.1 基于太阳矢量的标校模型实验验证分析 |
| 5.2.2 反射镜法向标校模型实验验证分析 |
| 5.2.3 高精度自动化标校模型的验证分析 |
| 5.3 系统精度分析 |
| 5.3.1 系统精度评估方法 |
| 5.3.2 系统运动控制精度评估 |
| 5.3.3 图像质心算法精度分析 |
| 5.3.4 相机标校精度分析 |
| 5.3.5 系统标校不确定度分析 |
| 5.4 点光源在轨辐射定标实验设计 |
| 5.4.1 大气透过率 |
| 5.4.2 镜面反射率 |
| 5.4.3 系统PSF检测 |
| 5.4.4 反射镜响应DN值 |
| 5.4.5 辐射定标理论精度评估 |
| 5.4.6 MTF数据处理算法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 存在的问题与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）海洋目标高分辨率遥感成像仿真方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1. 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1. 高分辨率遥感卫星发展现状 |
| 1.2.2. 遥感成像仿真技术研究现状 |
| 1.2.3. 海洋场景仿真研究现状 |
| 1.2.4. 舰船航行流场仿真研究现状 |
| 1.3. 海洋目标高分辨率遥感成像仿真面临的问题 |
| 1.3.1. 高精度的海面几何及辐射建模问题 |
| 1.3.2. 船舶与水体的流体交互及三维辐射建模问题 |
| 1.3.3. 紧耦合辐射传输计算 |
| 1.4. 主要研究内容 |
| 1.4.1. 文章结构安排 |
| 1.4.2. 论文的创新点 |
| 第二章 海洋目标高分辨率遥感成像仿真原理 |
| 2.1. 海气系统对太阳辐射传输的影响 |
| 2.1.1. 大气对辐射的作用 |
| 2.1.2. 海表对辐射的作用 |
| 2.2. 海面目标光学遥感成像辐射传输路径 |
| 2.2.1. 海表入射辐射 |
| 2.2.2. 海表出射辐射 |
| 2.2.3. 传感器入瞳处辐亮度 |
| 2.3. 海面目标高分辨率卫星成像仿真方法 |
| 2.4. 本章小结 |
| 第三章 海面目标场景三维建模 |
| 3.1 船体目标三维模型构建 |
| 3.1.1. 基于不变尺度方法的特征点检测和匹配 |
| 3.1.2. 空间点三维坐标计算 |
| 3.1.3. 基于缩比模型的船体目标三维模型构建 |
| 3.2 海洋背景三维模型构建 |
| 3.3. 基于CFD的船舶航行流场三维模型构建 |
| 3.3.1. 质量守恒方程 |
| 3.3.2. 动量守恒方程 |
| 3.3.3. 湍流模型 |
| 3.3.4. 边界条件 |
| 3.3.5. 基于CFD的船舶航行流场三维模型 |
| 3.4. 基于粒子系统的航行泡沫模拟 |
| 3.5. 本章小结 |
| 第四章 基于三维海面场景的高精度辐射模型 |
| 4.1. 船体目标的反射特性 |
| 4.1.1. BRDF模型 |
| 4.1.2 模型参数反演方法 |
| 4.1.3. 模型反演结果 |
| 4.2 高分辨率海面BRDF模型 |
| 4.2.1. 海水的反射率组成 |
| 4.2.2. 海水的方向反射影响因素分析 |
| 4.3. 海面综合场景辐射特性模型 |
| 4.3.1. 材质纹理映射方法 |
| 4.3.2. 目标及海面综合场景的三维辐射模型构建 |
| 4.4. 本章小结 |
| 第五章 紧耦合辐射传输计算 |
| 5.1. 逆向蒙特卡洛光线追踪方法 |
| 5.2. 场景内多次反射模拟 |
| 5.2.1. 混合像元模型 |
| 5.2.2. 场景内多次反射模拟 |
| 5.3. 大气效应模拟 |
| 5.3.1. 光线在大气中的传播 |
| 5.3.2 邻近效应影响分析 |
| 5.4. 传感器响应模拟 |
| 5.4.1. 传感器光谱响应模拟 |
| 5.4.2. 传感器空间响应模拟 |
| 5.4.3. 噪声模拟 |
| 5.5. 仿真结果对比 |
| 5.5.1. 目标航行流场仿真结果 |
| 5.5.2 海洋背景仿真结果 |
| 5.6. 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1. 总结 |
| 6.2. 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文及其他研究成果 |
（9）基于重聚焦光场图像的三维发光火焰温度场层析重建（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 火焰温度场光学测量的研究现状 |
| 1.2.1 光/热辐射测量方法的研究现状 |
| 1.2.2 应用光/热辐射测量的火焰测温方法研究现状 |
| 1.2.3 基于光/热辐射测量的火焰温度场重建研究现状 |
| 1.3 火焰光场成像的研究现状 |
| 1.3.1 光场成像的研究现状 |
| 1.3.2 火焰光场成像的研究现状 |
| 1.3.3 基于光场成像的火焰温度场重建研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 发光火焰光场辐射传输及成像仿真 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于蒙特卡洛法的光场相机物理结构仿真 |
| 2.2.1 微透镜阵列结构仿真 |
| 2.2.2 光场相机仿真成像结果 |
| 2.2.3 Raytrix相机参数验证 |
| 2.3 发光火焰光场成像辐射传输模型 |
| 2.3.1 火焰的光场成像及火焰温度分布 |
| 2.3.2 介质内的粒子发射与衰减 |
| 2.3.3 不同辐射物性条件情况下的成像对比 |
| 2.4 火焰的光学分层成像 |
| 2.4.1 发光火焰辐射传输卷积成像模型 |
| 2.4.2 分层火焰光场成像 |
| 2.4.3 非均匀发光火焰辐射模型 |
| 2.4.4 非均匀辐射物性光场成像结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于光场图像的火焰温度场层析重建方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 火焰三维温度场重建方法 |
| 3.2.1 火焰三维温度场重建流程 |
| 3.2.2 分层火焰光场成像模型 |
| 3.3 黑体炉温度光场成像仿真标定 |
| 3.3.1 实验标定与模拟标定的对比 |
| 3.3.2 对标定的拟合曲线的验证 |
| 3.4 维纳滤波法重建温度精度分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于联合算法的火焰温度场层析重建方法改进 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 最近邻域法火焰温度层析重建 |
| 4.2.1 最近邻域法 |
| 4.2.2 标定过程 |
| 4.3 小波降噪图像处理方法 |
| 4.3.1 多像素子孔径重构方法 |
| 4.3.2 小波阈值法图像去噪原理 |
| 4.3.3 小波变换方法对重聚焦成像效果的影响 |
| 4.4 解卷积法火焰温度层析重建 |
| 4.4.1 L-R图像复原方法 |
| 4.4.2 解卷积图像与分层图像的相似度对比 |
| 4.4.3 衰减性介质内温度重建结果 |
| 4.5 联合重建算法 |
| 4.5.1 不同分层的层析重建算法选择 |
| 4.5.2 九层火焰分层的温度层析重建算法 |
| 4.5.3 分层数量对温度重建精度的影响 |
| 4.5.4 火焰横截面温度重建效果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 火焰辐射物性及成像位置对温度重建的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 火焰辐射物性对温度重建影响分析 |
| 5.3 非均匀火焰辐射物性对温度重建精度影响分析 |
| 5.3.1 辐射物性分层模型 |
| 5.3.2 介质辐射物性对温度重建精度影响分析 |
| 5.4 火焰成像位置对温度重建精度影响分析 |
| 5.4.1 火焰的温度重建精度分析 |
| 5.4.2 图像边界畸变对火焰温度重建精度的影响分析 |
| 5.4.3 火焰径向尺寸对温度重建精度的影响分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 典型火焰实例及温度重建方法验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 乙烯层流扩散火焰的温度层析重建 |
| 6.2.1 温度和辐射物性参数 |
| 6.2.2 乙烯火焰光场成像结果 |
| 6.2.3 温度层析重建结果 |
| 6.3 乙烯同轴层流扩散火焰光场试验 |
| 6.3.1 实验设备及工作原理 |
| 6.3.2 实验标定预处理 |
| 6.3.3 温度层析重建结果 |
| 6.4 二甲醚同轴层流扩散火焰的温度重建 |
| 6.4.1 温度计算 |
| 6.4.2 二甲醚火焰的光场成像和温度层析重建 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）中子输运与传热流动耦合的格子Boltzmann数值建模（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 堆芯中子输运-传热-流动耦合计算的研究 |
| 1.2.2 中子输运问题的研究 |
| 1.2.3 中子输运并行计算的研究 |
| 1.2.4 格子Boltzmann方法及其在反应堆模拟的研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 中子输运高精度LBM模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 中子输运方程 |
| 2.3 中子扩散方程高精度LBM模型 |
| 2.3.1 中子扩散方程 |
| 2.3.2 中子扩散方程高精度LB模型 |
| 2.3.3 中子扩散时空动力学LBM求解 |
| 2.4 NDLBM的数值模拟与分析 |
| 2.4.1 瞬态源驱动问题 |
| 2.4.2 NDLBM与传统方法的比较 |
| 2.4.3 Biblis-PWR堆芯问题 |
| 2.4.4 TWIGL堆芯动力学问题 |
| 2.5 中子输运SP_3方程高精度LB模型 |
| 2.5.1 中子输运SP_3方程 |
| 2.5.2 中子输运SP_3方程高精度LBM模型 |
| 2.6 SP3LBM的数值模拟及分析 |
| 2.6.1 单群中子输运问题 |
| 2.6.2 Zion堆芯问题 |
| 2.6.3 非均匀C5 堆芯问题 |
| 2.6.4 C5G7 堆芯问题 |
| 2.6.5 KAIST-3A堆芯问题 |
| 2.6.6 三维微型LWR问题 |
| 2.7 中子输运S_N方程有限差分LB模型 |
| 2.7.1 中子输运S_N方程 |
| 2.7.2 中子输运S_N方程LB模型 |
| 2.7.3 中子输运S_N方程有限差分LB模型 |
| 2.7.4 Chapman-Enskog多尺度分析 |
| 2.8 SNFDLBM的数值模拟与分析 |
| 2.8.1 Heaviside源问题 |
| 2.8.2 瞬态各向异性源问题 |
| 2.8.3 半无限介质Gauss源问题 |
| 2.8.4 二维无限介质Gauss源问题 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 中子输运LB模型的非规则网格方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于SSAMR的中子输运LB模型 |
| 3.2.1 网格细化和合并 |
| 3.2.2 网格块边界处理 |
| 3.3 非结构网格中子输运LB模型 |
| 3.4 数值模拟与分析 |
| 3.4.1 多层中子屏蔽问题 |
| 3.4.2 Reed堆芯问题 |
| 3.4.3 均匀化堆芯源驱动问题 |
| 3.4.4 C5 MOX堆芯问题 |
| 3.4.5 含内部增殖栅元的六角形组件 |
| 3.4.6 非结构IAEA堆芯 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 中子输运LBM模型的大规模GPU并行加速方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于MPI的中子输运SP_3方程LB模型粗粒度并行 |
| 4.3 基于GPU集群的中子扩散动力学LB模型细粒度并行 |
| 4.3.1 GPU-NDLBM实现 |
| 4.3.2 多GPU集群设备的GPU-NDLBM实现 |
| 4.4 基于GPU集群的中子输运S_N方程LB模型细粒度并行 |
| 4.4.1 GPU-SNLBM实现整体构架 |
| 4.4.2 多GPU集群设备的GPU-SNLBM实现 |
| 4.5 数值验证结果 |
| 4.5.1 单群中子输运问题的MPI-SP3LBM加速 |
| 4.5.2 Biblis-PWR的 GPU-NDLBM并行加速 |
| 4.5.3 铁-水屏蔽问题的GPU-SNLBM并行加速 |
| 4.5.4 Reed堆芯GPU-SNLBM的 S并行模式与S-A并行模式对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 中子输运-传热-流动耦合LB框架 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 中子输运-传热-流动耦合过程统一LB框架 |
| 5.2.1 中子输运-传热耦合方程组 |
| 5.2.2 中子输运-传热-流动耦合方程组 |
| 5.2.3 中子输运-传热-流动统一LB框架 |
| 5.2.4 缓发中子先驱核LB模型 |
| 5.2.5 传热温度场LB模型 |
| 5.2.6 流动速度场LB模型 |
| 5.2.7 lbmNTH模块实现 |
| 5.3 数值分析结果 |
| 5.3.1 流动速度场LBM验证 |
| 5.3.2 板型燃料元件中子输运-传热分析 |
| 5.3.3 液体熔盐堆中子输运-传热-流动分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A Legendre展开多项式 |
| 附录B SP_7方程及其LB模型 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、一个三维Monte-Carlo地气耦合辐射传输模式（论文参考文献）
- [1]激光雷达波形模拟模型与定量化研究[D]. 杨学博. 中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院), 2021
- [2]基于微透镜阵列光场成像的不确定性分析及三维火焰重构[D]. 李苏宁. 哈尔滨工业大学, 2021
- [3]机载紫外前视测风激光雷达紫外大气散射及相关技术研究[D]. 张秋实. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(01)
- [4]基于空基激光雷达观测和资料同化研究气溶胶的垂直结构[D]. 程越茗. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [5]C/SiC点阵夹层结构复合材料传热性能研究[D]. 王晓鸿. 哈尔滨理工大学, 2021(01)
- [6]亚米级空间分辨率光学卫星影像大气辐射校正研究[D]. 王涛. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [7]卫星遥感点光源辐射标校方法与系统研究[D]. 李瑞金. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [8]海洋目标高分辨率遥感成像仿真方法研究[D]. 宋波. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [9]基于重聚焦光场图像的三维发光火焰温度场层析重建[D]. 李天骄. 哈尔滨工业大学, 2021
- [10]中子输运与传热流动耦合的格子Boltzmann数值建模[D]. 王亚辉. 哈尔滨工业大学, 2021(02)