1、MODTRAN的使用2MODTRAN的使用3内 容 提 纲大气辐射传输简单介绍1MODTRAN简介1.1 辐射能量传输的应用1. 大气辐射 传输简单介绍 一是利用大气和地表（包括自然和人工产物）的不同辐射特性， 进行目标物与背景区分 ，达到高准确度和高精度的目标识别（以及动目标跟踪）； 另一种应用则是遥感，即利用大气和地表介质在电磁辐射传输中的不同特征，通过对特征性辐射的测量进而 反演提取大气和地表的物理状态参数以及成分结构 。1.2 大气辐射传输1. 大气辐射传输简单介绍 大气辐射传输是指电磁波在大气介质中的传播输送过程。这一过程中，由于辐射能与介质的相互作用而发生吸收和散射，同时大气也发射
2、辐射。大气中吸收太阳辐射的主要成分是 O2、 O3、水汽、 CO2、 CH4等 。 散射 作用（瑞利散射、米散射、无选择性散射）的强弱取决于入射电磁波的波长及散射质点的性质和大小 。1.3 电磁波谱与大气作用1. 大气辐射传输简单介绍进入大气的太阳辐射会发生反射、折射、吸收、散射和透射，其中对传感器接收影响较大的是 吸收 和 散射 。atmiL),( sen so riB dL a t miib c o s)(),;,(,)(),;,( , sisssib E )()( 0 sii TB= +atmi +1.3 电磁波谱 与大气作用1. 大气辐射传输简单介绍为到达 传感器 的 实际辐射亮度 ；
3、 穿透大气 而进入传感器的地物的辐射亮度来自各个方向的 散射重新以 漫入射 的形式照射地物，经过地物的反射及反射路径上的大气的吸收进入传感器的亮度值相当部分的散射光向上通过大气直接进入传感器而形成的 程辐射1.4 常用的辐射传输模型1. 大气辐射传输简单介绍 6S模型 LOWTRAN模型 MODTRAN模型 Fascode模型 FLAASH模型内 容 提 纲2MODTRAN的使用3大气辐射传输简单介绍1MODTRAN简介2. MODTRAN简介2.1 MODTRAN及特点MODTRAN(MODerate spectral resolution atmospheric TRANsmittance
4、 algorithm and computer model)，即中等光谱分辨率大气透过率及辐射传输算法和计算模型，它是由美国空军研究实验室 (US Air Force Research Laboratory , AFRL)与光谱科技公司利用 FORTRAN语言联合开发的，是对 LOWTRAN模型逐渐的改进。2. MODTRAN简介2.1 MODTRAN及特点(1)模式选择性 强 。 可 任意选择 LOETRAN7或 MODTRAN辐射传输模式 ， 在选择的模式下 ， 可以计算吸收物质的路径透射比 、大气辐射率 、 单次 (多次 )散射的太阳 /月亮辐射率和直接透过的太阳辐射等 ；(2)辐射过程
5、几乎考虑了大气中所有大气分子的吸收 、 散射和气溶胶 、 云的吸收和散射效应 ；2. MODTRAN简介2.1 MODTRAN及特点(3)数据输入 、 结果输出 方便 。 既 可以应用现有标准模式大气和模式气溶胶 、 云等 ， 又可以由用户直接输入观测或指定资料进行模式计算 。(4)该程序在 Windows环境下 操作 。 操作 界面简便直观 ， 输出结果 。2. MODTRAN简介2.2 MODTRAN构成2. MODTRAN简介2.2 MODTRAN构成CARD 必选 /可选 功能CARD1 必选 主要辐射传输的驱动CARD1A 必选 控制 DISORT算法CARD1A1 可选 TOA太阳
6、辐照度数据库的选择CARD1A2 可选 选择波段模式参数文件CARD1A3 可选 选择指定仪器的响应函数CARD2 必选 气溶胶模式以及云雨模式的选择CARD2C 可选 大气层数以及读取指定文件的大气模式CARD3 必选 定义几何路径参数CARD3A1 可选 太阳的散射几何条件以及气溶胶散射相函数CARD3A2 可选 具体集合条件的设置，经纬度，时间，方位角等CARD4 必选 设置光谱范围波长增量以及输出的光谱衰减CARD5 必选 控制参数，重复读取新的一组数据2. MODTRAN简介2.2 MODTRAN构成 第一类为 控制运行参数 ：如采用何种辐射传输程序，是否进行多次 散射计算 等。这些
7、主要在 CARD1中完成， CARD5提供了多重复计算的选项 。 第二 类为 传感器的参数 :如传感器的通道参数，观测的波束 (波长范围 ).其中 CARD1A中有是否输入传感器通道响应函数的选项。在 CARD1A3中输入 通道响应函数 的文件名 .在 CARD4中输入模拟计算的波长范围 (涵盖所有波段， 稍长 )。2. MODTRAN简介2.2 MODTRAN构成 第三 类为 大气参数 ：其中大气廓线类型通过 CARD1中的选项确定。其它 具体 参数 (水平气象视距 VIS、大气各类分子廓线 )包括气溶胶主要通过 CARD2来 进行设置 。 第四类为 观测几何条件 ：在 CARD1中有关于几
8、何条件的选项，另外 在 CARD3中主要为几何参数的输入选项， MODTRAN通过多种方式组合来实现 几何 参数的输入。可根据计算的方便进行选择。2. MODTRAN简介2.2 MODTRAN构成 第五类为 地表参数 ：包括光谱反射率 、 地理信息等 。 CARD1提供了 地表 参数设定的初步选项 ， 然后在 CARD4根据 CARD1中设定的参数对地表的 参数 进行具体 设定 。 第六类为 输出参数 ：控制输出数据的量纲、采样函数设置、是否 输出 Plotout文件。在 CARD4中 设置。内 容 提 纲2MODTRAN的使用3大气辐射传输简单介绍1MODTRAN简介3. MODTRAN的使
9、用3.1 MODTRAN的使用3. MODTRAN的使用3.1 MODTRAN的使用MODTRAN Input Model Atmosphere3. MODTRAN的使用3.1 MODTRAN的使用MODTRAN Input Model Atmosphere水汽含量 臭氧含量波谱响应函数CO2含量3. MODTRAN的使用3.1 MODTRAN的使用当考虑多次散射时选择此参数，激活DISORT多次散射算法 DISORT 算法的计算流数，推荐此参数设置为 83. MODTRAN的使用3.1 MODTRAN的使用边界温度。执行模式选择 计算 路径的透射率和 辐亮度或计算 大气辐亮度和太阳 /月亮散
10、射 辐亮度时，对应地表或云表面地表反照率设置。3. MODTRAN的使用3.1 MODTRAN的使用地表高程3. MODTRAN的使用3.1 MODTRAN的使用波长范围设置观测参数设置设置输出参数单位选择3. MODTRAN的使用3.2 TAPE5介绍常见 TAPE5结构3. MODTRAN的使用3.2 TAPE5介绍Tape5制作第一行：（ CARD1参数，主要是大气模式方面的参数）CARD 1:FORMAT (2A1, I3, 12I5, F8.3, F7.0)第二行：（ CARD 1A 的参数）FORMAT (2L1, I3, L1, I4, F10.5, 2A10, 3(1X, A1
11、), 4X, F10.3) (MOD4.0)第三行：FORMAT(A80) 第四行：（ CARD2 的参数，主要是气溶胶及云雨模式方面的参数）FORMAT (A2, I3, A1, I4, A3, I2, 3(I5), 5F10.5)第五行：（ CARD3 的参数，主要是探测几何方式方面的参数）FORMAT (6F10.3, I5, 5X, F10.3)第六行：（ CARD3 A1 的参数）FORMAT (415)第七行：（ CARD3 A2 的参数）FORMAT (8F10.3)第八行：（ CARD4 的参数，主要是波段及分辨率方面的参数）FORMAT (4F10.0, 2A1, A8, A7)第九行：（ CARD5 的参数）FORMAT (I5)3. MODTRAN的使用3.2 TAPE5介绍谢谢！
