Efficient Method for Scattering From Cylindrical Components of Vegetation and Its Potential Application to the Determination of Effective Permittivity
Efficient Method for Scattering From Cylindrical Components of Vegetation and Its Potential Application to the Determination of Effective Permittivity
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植被圆柱体散射的有效方法及其在确定有效介电常数中的潜在应用
DOI：
10.1109/tgrs.2017.2720849
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发表时间：
2017-07
影响因子：
8.2
通讯作者：
Yang Du
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dejun Li;Chao Yang;Yang Du
对植被圆柱形成分的电磁散射进行可靠、高效的分析对于植被地形的微波遥感非常重要。它允许表征植被或树冠的有效介电常数的各向异性，通常需要对圆柱体方向的分布进行平均操作。在本文中，我们针对均匀或非均匀性质的整个圆柱形组件提出了基于虚拟划分方法（VPM）的 T 矩阵公式。数值模拟表明，所提出的 T 矩阵保留了 VPM 方法的所有所需特征，包括散射幅度函数的高保真度预测、能量守恒以及互易定理的满足。更重要的是，在平均方向分布的评估中，所提出的方法通常比VPM快两个数量级。示例性取向分布的预测有效介电常数显示出与无限圆柱近似的显着差异。凭借其定性表征的有效区域，该方法有望有助于植被地形的多频带相干散射模型。
Reliable and efficient analysis of electromagnetic scattering by cylindrical components of vegetation is important for microwave remote sensing of vegetated terrain. It allows for the characterization of anistropicity of the effective permittivity for vegetation or tree canopy, where averaging operation over distribution of cylinder orientation is needed in general. In this paper, we propose a T-matrix formulation based on our virtual partition method (VPM) for the whole cylindric component of either homogeneous or inhomogeneous nature. Numerical simulations demonstrate that the proposed T-matrix preserves all the desirable features of the VPM method, including high fidelity prediction of the scattering amplitude function and fulfillment of energy conservation as well as the reciprocity theorem. More importantly, in the evaluation of averaging over orientation distribution, the proposed method is usually faster than the VPM by two orders of magnitude. The predicted effective permittivity for an exemplary orientation distribution shows appreciable difference from that of the infinite cylinder approximation. With its qualitatively characterized region of validity, the proposed method is expected to be helpful in multiband coherent scattering models of vegetated terrain.
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DOI：
10.1109/36.841974
发表时间：
2000
期刊：
IEEE Trans. Geosci. Remote. Sens.
影响因子：
--
作者：
T. Chiu;K. Sarabandi
通讯作者：
T. Chiu;K. Sarabandi
影响因子：
2.1
作者：
A. Jones
通讯作者：
A. Jones
影响因子：
5.7
作者：
S. Seker;A. Schneider
通讯作者：
S. Seker;A. Schneider
DOI：
10.1002/0471224286
发表时间：
2000-07
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
L. Tsang;J. Kong;K. Ding
通讯作者：
L. Tsang;J. Kong;K. Ding
DOI：
10.1109/proc.1965.4058
发表时间：
1965-08
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
P. Waterman
通讯作者：
P. Waterman