Стохастический закон Бера-Ламберта для неоднородного растительного покрова

3D структура растительного покрова влияет на перенос солнечного излучения и оценку биофизических параметров в естественной растительной среде. Проективное покрытие растительного покрова является одним из наиболее важных индикаторов структуры. Закон Бера-Ламберта и линейная модель смеси на ландшафте являются на сегодняшний день теоретической основой для многочисленных технологий для оценки площади проективного покрытия и индекса листовой поверхности. Закон Бера-Ламберта был изначально сформулирован для однородного растительного покрова и в последствии модифицирован на основе полу-эмпирических подходов. Данный подход несет множество противоречий и ограничивает точность приложений. Стохастическое уравнение переноса было изначально сформулировано для неоднородного растительного покрова (Shabanov et al., 2000). Целью данной работы является разработка стохастической версии закона Бера-Ламберта – модуля стохастического уравнения переноса для неоднородного растительного покрова. В основе подхода лежат следующие принципы: 1) два механизма осуществляют перенос нерассеянных фотонов - прямой перенос через открытое пространство между кронами и пропускание листвой крон; 2) поле излучения подвержено влиянию структуры растительности, характеризуемой парной корреляционной функцией и проективным покрытием растительных элементов (Huang et al., 2008); 3) коэффициент пропускания нерассеянных фотонов и проекционное покрытие растительного покрова не являются тождественными понятиями. Аналитические и численные решения стохастического закона Бера-Ламберта представленные в данной работе предоставляют теоретическую базу для модернизации широко используемых технологий для измерения проективного покрытия и индекса листовой поверхности на основе наземных измерений (LAI-2000, TRAC, DEMON, DHP). Также, разработка модели проективного покрытия завершает работу над стохастической моделью архитектуры среды и предоставляет возможность использовать полный потенциал стохастической модели переноса для оценки упомянутых структурных параметров растительного покрова на основе спутниковых данных. Программная реализация и тестирование модели выполнены с использованием ресурсов ЦКП ИКИ-Мониторинг (Лупян и др., 2015). Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки РФ, контракт 14.616.21.0063, уникальный идентификатор ПНИЭР RFMEFI61615X0063.