CN109039455B - 三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法、存储介质及服务器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于RPV模型的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法，其中，所述方法包括：采用ρ0,κ,α三个参数来对地表进行描述；根据地表描述的ρ0,κ,α三个参数进行三个函数计算，获取计算结果；根据所述计算结果构建双向反射率因子模型，获取构建好的双向反射率因子模型；将所述构建好的双向反射率因子模型耦合至三维蒙特卡洛辐射传输模式的原始地表模块的运行文件中，对所述三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进，获取改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式。在本发明实施例中，通过对三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进更有利于非均匀地表光照辐射传输的研究。本发明还提供了一种计算机存储介质及服务器。
Description
技术领域
本发明涉及光照辐射传输技术领域，尤其涉及一种基于RPV模型的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法、存储介质及服务器。
背景技术
非均匀地表-非均匀大气耦合辐射传输是目前大气辐射和大气遥感领域有待解决的前沿问题；三维辐射传输模式是精确认识介质间辐射传输过程、辐射相互作用等问题十分有效的方法，对其进行改进研究也是光学定量化遥感应用、气候模拟研究等问题的需要。
三维辐射传输方程是一个五维(方位角,天顶角，x,y,z)的边界值问题；三维辐射传输方法主要关注的是散射问题；表面上，与一维问题相比，三维辐射传输问题主要只是增加了空间上的自由度，然而多次散射过程会将不同方向上的辐射强度耦合起来，使辐射传输计算非常复杂；辐射传输方程的一般形式不能得到解析解，只能依赖于数值方法，其方案大致可以分为显式求解和统计方法；显式求解方法是对整个辐射场或产生辐射的源函数求解；在求解的过程中，需要先将辐射场精确的转化为某些离散形式的基本量；其代表性的三维辐射传输模式是球谐函数离散纵标法(Spherical Harmonics Discrete OrdinateMethod,SHDOM)。
统计方法即蒙特卡洛方法，其通过构建真实过程的概率模式来估计某些平均特性；具体用于辐射传输运算的蒙特卡洛方法，从统计的角度来解决辐射传输问题，从而避免了对辐射传输方程的直接求解；蒙特卡洛方法能够适用于任何几何外形介质内的辐射传输问题，而且只要模拟足够多的光子数目就可以得到较精确的结果。
由于蒙特卡洛方法对介质几何形态基本无限制，很多基于统计理论的蒙特卡洛辐射传输模式相继发展起来；国际三维辐射传输模式比较计划I3RC(InternationalIntercomparision of Three Dimensional Radiation Code)是为发展三维辐射传输模式而开展的一项国际合作计划，参与此计划的各个组织将各自的三维辐射传输模式对指定的辐射传输过程进行计算，以便结果进行相互比对；由于实际非均匀地表-非均匀大气的辐射传输过程的复杂性,参与I3RC的模式大都处于发展阶段；I3RC集合蒙特卡洛模式I3RC-community-montecarlo(本发明中简称为I3RC-CM)是I3RC计划中被广泛使用一个蒙特卡洛模式，也是I3RC计划最推荐的一个模式。
I3RC-CM的最新版本是Cornish-Gilliflower版本的，此模式已经用I3RC PhaseⅠ云(http://i3rc.gsfc.nasa.gov/cases_new.html)做过验证。I3RC-CM模式也与被广泛使用的SHDOM做过精度和效率方面的比较，比较结果均表明I3RC-CM蒙特卡洛模式能够很好地用于三维云中的短波辐射传输研究，而且在计算向下短波辐射通量时效果更好。同时I3RC-CM不需要用高角度分辨率去解决低散射值时的问题；I3RC-CM利用前向蒙特卡洛算法追迹，能解决非均匀介质中非极化单色辐射传输问题。I3RC-CM中的云边界设定为周期循环，相函数采用亨尼-格林斯坦相函数，可用于计算上下边界辐照度、指定方向的辐射强度、区域柱吸收通量和其通量散度、云吸收率、云反射率、短波通量透过率等。
I3RC-CM模式对于三维非均匀云的关注较多，而缺少非均匀地表的描述，此原始模式中只能设定朗伯体地表；而郎伯体太理想化，与实际地表相差太远；自然界中大部分实际地表既不是完全粗糙的朗伯体，也不是完全光滑的“镜面”(入射能量全部或近似全部按相反方向反射，且反射角等于入射角)，而是介于两者之间的非朗伯体。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于RPV模型的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法、存储介质及服务器，通过对三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进更有利于非均匀地表光照辐射传输的研究。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于RPV模型的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法，所述方法包括：
采用ρ0,κ,α三个参数来对地表进行描述，其中ρ0为地表反射太阳光照射的强度，κ为地表各向异性程度，α为控制太阳光照射相对前向或后向的散射量；
根据地表描述的ρ0,κ,α三个参数进行三个函数计算，获取计算结果；
根据所述计算结果构建双向反射率因子模型，获取构建好的双向反射率因子模型；
将所述构建好的双向反射率因子模型耦合至三维蒙特卡洛辐射传输模式的原始地表模块的surfaceProperties.f95运行文件中，对所述三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进，获取改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式。
可选的，所述根据地表描述的ρ0,κ,α三个参数进行三个函数计算的三个函数分别如下：
M(κ)＝[μ0μ(μ0+μ)]κ-1；
其中：
其中，θ0,
分别为出射太阳光天顶角和方位角；θ，
分别为入射太阳光天顶角和方位角；μ0，μ分别为出射太阳光天顶角余弦值和入射太阳光天顶角余弦值；ρ0为地表反射太阳光照射的强度，κ为地表各向异性程度，α为控制太阳光照射相对前向或后向的散射量；M(k)为与κ相关的函数，F(α)为与α相关的函数，H(ρ0)为与ρ0相关的函数。
可选的，所述κ的取值范围为：0.3≤κ≤1，当κ＝1时，M(k)函数值为1；
所述α的取值范围为：当α的取值范围为：0≤α≤1时，α为控制太阳光照射相对前向的散射量；当α的取值范围为：-1≤α<0时，α为控制太阳光照射相对后向的散射量。
可选的，所述根据所述计算结果构建双向反射率因子模型的模型公式如下：
其中，
为入射太阳光天方位角；μ0，μ分别为出射太阳光天顶角余弦值和入射太阳光天顶角余弦值；ρ0为地表反射太阳光照射的强度，κ为地表各向异性程度，α为控制太阳光照射相对前向或后向的散射量；M(k)为与κ相关的函数，F(α)为与α相关的函数，H(ρ0)为与ρ0相关的函数。
可选的，所述将所述构建好的双向反射率因子模型耦合至三维蒙特卡洛辐射传输模式的原始地表模块的surfaceProperties.f95运行文件中，对所述三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进，获取改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式，包括：
将所述构建好的双向反射率因子模型以FORTRAN代码的形式进行编写，获取编写好的FORTRAN代码模型；
将所述编写好的FORTRAN代码添加至三维蒙特卡洛辐射传输模式的原始地表模块的surfaceProperties.f95运行文件中，对所述三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进，获取改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式。
可选的，所述方法还包括：
在所述改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式中的积分器模块的子程序monteCarloRadiativeTransfer.f95中，以FORTRAN语言形式，加入调用原始地表模块中的surfaceProperties.f95运行文件的call调用命令，及修改FORTRAN代码。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法。
本发明还提供一种服务器，其包括：
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个应用程序配置用于：执行上述任意一项所述的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法。
通过将构建好的双向反射率因子模型耦合至三维蒙特卡洛辐射传输模式的原始地表模块的运行文件中，对所述三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进，以此改进后的模型作为模板，可方便加入更多的非均匀地表模型；更有利于非均匀地表光照辐射传输的研究。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例中的基于RPV模型的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法的流程示意图；
图2是本发明另一实施例中的基于RPV模型的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法的流程示意图；
图3是本发明实施例中采用改进后的三维蒙特卡洛辐射传输模式下不同地表类型与黑体地表下短波通量透过率差异的区域平均值；
图4为本发明实施例中的服务器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中，缩略语和关键术语定义：
国际三维辐射传输模式比较计划：I3RC(International Intercomparision ofThree Dimensional Radiation Code)
三维蒙特卡洛辐射传输模式：I3RC-CM(I3RC-community-montecarlo)
双向反射率分布函数：BRDF(Bidirectional reflectance distributionfunction)
三维蒙特卡洛辐射传输模式包含了一系列的模块，其中主要包括以下5个模块：积分器模块、大气光学特性模块、光照模块、随机数产生模块和原始地表模块；其中每一个模块均包含了若干个FORTRAN95代码编写的子程序。
其中，积分器模块为三维蒙特卡洛辐射传输模式的主模块，通过积分器模块调用其它模块和子程序来处理非均匀介质；三维蒙特卡洛辐射传输模式对于基本的三维云介质中的辐射传输问题，三维蒙特卡洛辐射传输模式的处理基本步骤如下：(1)根据计算要求，设置好积分器模块的具体参数，即设置三维蒙特卡洛辐射传输模式解决问题的类型；(2)分别设置好其他模块中的具体参数，如单次散射相函数、模拟区域的空间位置、三维云的消光系数和单次散射反照率等、用于随机数生成器的种子、太阳入射方向；(3)运行三维蒙特卡洛辐射传输模式，具体运行积分器模块即可调用其他模块和各个程序来处理非均匀介质，开始三维蒙特卡洛辐射传输模式计算并收集计算结果。
在本发明具体实施例中，对三维蒙特卡洛辐射传输模式的改进，主要原始地表模块和积分器模块中的程序中进行相应的改进，具体参详以下实施例。
实施例：
请参详图1，图1是本发明实施例中的基于RPV模型的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法的流程示意图。
如图1所示，一种基于RPV模型的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法，所述方法包括：
S11：采用ρ0,κ,α三个参数来对地表进行描述，其中ρ0为地表反射太阳光照射的强度，κ为地表各向异性程度，α为控制太阳光照射相对前向或后向的散射量；
在具体实施过程中，非朗伯体对电磁波的反射不是各向同性的，而是具有方向性的，需要利用双向反射率分布函数BRDF来从不同方向考虑地表的反射率；BRDF能完整描述表面的方向性反射率特性，它指沿着出射方向从物体表面反射的光谱辐亮度与从入射方向入射到表面的光谱辐照度之比；BRDF的单位是球面度的倒数。
BRDF广泛应用于多角度遥感中，但在实际中一般更多地选用无量纲的双向反射率因子模型BRF(Bidirectional reflectance factor)，它在数值上等于BRDF乘以圆周率π；当地表为朗伯面时，地表反照率均为R。
RPV模型(非线性模型)是半经验的BRDF模型；RPV模型采用ρ0,κ,α三个参数来进行地表描述，其中ρ0为地表反射太阳光照射的强度，κ为地表各向异性程度，α为控制太阳光照射相对前向或后向的散射量；ρ0可以是任何大于0的值(不同于单次散射反照率或者归一化地表反照率)，ρ0与太阳光照射的方向没有关系；κ为地表各向异性程度，当κ＝1时，后续计算与κ相关的函数时，函数结果为1，且所有的余弦值计算结果也为1，地表各向异性程度完全由函数决定，既会产生热点效应；α为控制太阳光照射相对前向或后向的散射量，所述α的取值范围为：当α的取值范围为：0≤α≤1时，α为控制太阳光照射相对前向的散射量；当α的取值范围为：-1≤α<0时，α为控制太阳光照射相对后向的散射量。
S12：根据地表描述的ρ0,κ,α三个参数进行三个函数计算，获取计算结果；
在具体实施过程中，在已知地表的三个描述参数ρ0,κ,α时，即可计算与ρ0,κ,α三个地表描述参数相关的上个函数M(k),F(α)，H(ρ0)；其计算三个函的公式如下：
M(κ)＝[μ0μ(μ0+μ)]κ-1；
其中：
其中，θ0,
分别为出射太阳光天顶角和方位角；θ，
分别为入射太阳光天顶角和方位角；μ0，μ分别为出射太阳光天顶角余弦值和入射太阳光天顶角余弦值；ρ0为地表反射太阳光照射的强度，κ为地表各向异性程度，α为控制太阳光照射相对前向或后向的散射量；M(κ)为与κ相关的函数，F(α)为与α相关的函数，H(ρ0)为与ρ0相关的函数。
一般情况下，κ小于1；在太阳天顶角余弦绝对值很小的时候，双反射率可能会出现不符合实际物理情况的极大值；为了防止上述情况发生，当入射或出射太阳天顶角余弦小于0.03时，则将对应余弦值直接设定为0.03；
所述κ的取值范围为：κ≤1，当κ＝1时，M(κ)函数值为1，且所有的余弦计算结果等于1；
所述α的取值范围为：当α的取值范围为：0≤α≤1时，α为控制太阳光照射相对前向的散射量；当α的取值范围为：-1≤α<0时，α为控制太阳光照射相对后向的散射量。
S13：根据所述计算结果构建双向反射率因子模型，获取构建好的双向反射率因子模型；
在具体实施过程中，根据所述计算结果构建双向反射率因子模型，获取构建好的双向反射率因子模型的构建公式如下：
其中，
为入射太阳光方位角；μ0，μ分别为出射太阳光天顶角余弦值和入射太阳光天顶角余弦值；ρ0为地表反射太阳光照射的强度，κ为地表各向异性程度，α为控制太阳光照射相对前向或后向的散射量；M(κ)为与κ相关的函数，F(α)为与α相关的函数，H(ρ0)为与ρ0相关的函数；
为构建好的双向反射率因子模型。
通过上述公式获取构建好的双向反射率因子模型。
S14：将所述构建好的双向反射率因子模型耦合至三维蒙特卡洛辐射传输模式的原始地表模块的surfaceProperties.f95运行文件中，对所述三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进，获取改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式。
在具体实施过程中，过程如上述步骤，获取到构建好的双向反射率因子模型，且该模型为用公式表示，则在具体实施过程中，采用FORTRAN代码对双向反射率因子模型进行编码，在编码完成之后，将其耦合至三维蒙特卡洛辐射传输模式的原始地表模块的surfaceProperties.f95运行文件中，对所述三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进，获取改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式。
具体的，将所述构建好的双向反射率因子模型以FORTRAN代码的形式进行编写，获取编写好的FORTRAN代码模型；将所述编写好的FORTRAN代码添加至三维蒙特卡洛辐射传输模式的原始地表模块的surfaceProperties.f95运行文件中，对所述三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进，获取改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式。
通过将构建好的双向反射率因子模型耦合至三维蒙特卡洛辐射传输模式的原始地表模块的运行文件中，对所述三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进，以此改进后的模型作为模板，可方便加入更多的非均匀地表模型；更有利于非均匀地表光照辐射传输的研究。
实施例：
请参详图2，图2是本发明另一实施例中的基于RPV模型的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法的流程示意图。
如图2所示，一种基于RPV模型的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法，所述方法包括：
S21：采用ρ0,κ,α三个参数来对地表进行描述，其中ρ0为地表反射太阳光照射的强度，κ为地表各向异性程度，α为控制太阳光照射相对前向或后向的散射量；
S22：根据地表描述的ρ0,κ,α三个参数进行三个函数计算，获取计算结果；
S23：根据所述计算结果构建双向反射率因子模型，获取构建好的双向反射率因子模型；
S24：将所述构建好的双向反射率因子模型耦合至三维蒙特卡洛辐射传输模式的原始地表模块的surfaceProperties.f95运行文件中，对所述三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进，获取改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式；
在具体实施过程中，S21、S22、S23和S24步骤的具体实施方式可参详上述实施例，在此不再赘述。
S25：在所述改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式中的积分器模块的子程序monteCarloRadiativeTransfer.f95中，以FORTRAN语言形式，加入调用原始地表模块中的surfaceProperties.f95运行文件的call调用命令，及修改FORTRAN代码。
在具体实施过程中，原始地表模块中的surfaceProperties.f95运行文件中耦合了相应的构建好的双向反射率因子模型，其调用命令有所不同，因此，需要以FORTRAN语言形式进行调用原始地表模块中的surfaceProperties.f95运行文件中的call调用命令等的相关编程，在编好之后，加入积分器模块中monteCarloRadiativeTransfer.f95运行程序中，方便后续积分器模块中monteCarloRadiativeTransfer.f95运行程序对改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式中的原始地表模块中的surfaceProperties.f95运行文件的调用。
请参详图3，图3是本发明实施例中采用改进后的三维蒙特卡洛辐射传输模式下不同地表类型与黑体地表下短波通量透过率差异的区域平均值。
如图3所示，采用改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式进行不同地表覆盖类型下的模拟试验(模拟波段选用代表性的0.675um、0.858um、1.64um和2.13um四个波段)，分析不同地表类型下云与地表对短波辐射传输过程的影响；三维云选取大涡模拟得到的层积云，在将云的液态水含量和有效半径转换成云的光学厚度过程中，设定云滴符合伽玛分布，有效方差为0.1；采用亨尼-格林斯坦相函数，不对称因子设为0.85；为了保证模拟结果的精度，模拟时用十亿个光子；太阳光线与云场间的位置关系为：太阳方位角为0°(即太阳光沿正x方向入射)；太阳天顶角为30°；根据不同类型地表RPV模型对应的三个参数，设置不同的地表文件；本发明选用12种地表类型，将其分别与黑体地表(每个格点的地表反照率为0)下短波辐射通量透过率进行比较，除了平时关注比较多的大气和云，不同地表对短波辐射通量透过率的影响也是比较明显的，从而地表覆盖类型对地面接收到的短波辐射量的影响是值得注意的。
通过将构建好的双向反射率因子模型耦合至三维蒙特卡洛辐射传输模式的原始地表模块的运行文件中，对所述三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进，以此改进后的模型作为模板，可方便加入更多的非均匀地表模型；更有利于非均匀地表光照辐射传输的研究。
实施例：
本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一项技术方案所述的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法。其中，所述计算机可读存储介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AcceSSMemory，随即存储器)、EPROM(EraSable Programmable Read-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically EraSableProgrammableRead-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，存储设备包括由设备(例如，计算机、手机)以能够读的形式存储或传输消息的任何介质，可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
请参详图4，图4为本发明实施例中的服务器的结构示意图。
如图4所示，一种服务器，应用程序701、处理器702、存储器703、输入单元704以及显示单元705等器件。图4所示的结构器件并不构成对所有服务器的限定，可以比图4更多或更少部件，或组合某些部件。
存储器703可用于存储应用程序701以及各功能模块，处理器702运行存储在存储器703的应用程序701，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理。存储器可以是内存储器或外存储器，或者包括内存储器和外存储器两者。内存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)、快闪存储器、或者随机存储器。外存储器可以包括硬盘、软盘、ZIP盘、U盘、磁带等。本发明所公开的存储器包括但不限于这些类型的存储器。本发明所公开的存储器只作为例子而非作为限定。
输入单元704用于接收信号的输入，以及接收用户输入的关键字。输入单元704可包括触控面板以及其它输入设备。触控面板可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板上或在触控面板附近的操作)，并根据预先设定的程序驱动相应的连接装置；其它输入设备可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如播放控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。显示单元705可用于显示用户输入的信息或提供给用户的信息以及终端设备的各种菜单。显示单元705可采用液晶显示器、有机发光二极管等形式。处理器702是终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器702内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，执行各种功能和处理数据。
作为一个实施例，所述计算机设备包括：一个或多个处理器702，存储器703，一个或多个应用程序701，其中所述一个或多个应用程序701被存储在存储器703中并被配置为由所述一个或多个处理器702执行，所述一个或多个应用程序701配置用于执行上述实施例中的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法。
本发明实施例提供的服务器可实现上述提供的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法的实施例，具体功能实现请参详方法实施例中的说明，在此不再赘述。
通过将构建好的双向反射率因子模型耦合至三维蒙特卡洛辐射传输模式的原始地表模块的运行文件中，对所述三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进，以此改进后的模型作为模板，可方便加入更多的非均匀地表模型；更有利于非均匀地表光照辐射传输的研究。
另外，以上对本发明实施例所提供的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法、存储介质及服务器进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种基于RPV模型的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法，其特征在于，所述方法包括：
采用ρ0,κ,α三个参数来对地表进行描述，其中ρ0为地表反射太阳光照射的强度，κ为地表各向异性程度，α为控制太阳光照射相对前向或后向的散射量；
根据地表描述的ρ0,κ,α三个参数进行三个函数计算，获取计算结果；
根据所述计算结果构建双向反射率因子模型，获取构建好的双向反射率因子模型；
将所述构建好的双向反射率因子模型耦合至三维蒙特卡洛辐射传输模式的原始地表模块的surfaceProperties.f95运行文件中，对所述三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进，获取改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式；
将所述构建好的双向反射率因子模型耦合至三维蒙特卡洛辐射传输模式的原始地表模块的surfaceProperties.f95运行文件中，对所述三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进，获取改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式，包括：
将所述构建好的双向反射率因子模型以FORTRAN代码的形式进行编写，获取编写好的FORTRAN代码模型；
将所述编写好的FORTRAN代码添加至三维蒙特卡洛辐射传输模式的原始地表模块的surfaceProperties.f95运行文件中，对所述三维蒙特卡洛辐射传输模式进行改进，获取改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式；
所述方法还包括：
在所述改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式中的积分器模块的子程序monteCarloRadiativeTransfer.f95中，以FORTRAN语言形式，加入调用原始地表模块中的surfaceProperties.f95运行文件的call调用命令，及修改FORTRAN代码；
原始地表模块的surfaceProperties.f95运行文件中耦合了相应的构建好的双向反射率因子模型，其调用命令有所不同，需要以FORTRAN语言形式进行调用原始地表模块中的surfaceProperties.f95运行文件中的call调用命令的相关编程，在编好之后，加入积分器模块中monteCarloRadiativeTransfer.f95运行程序中，方便后续积分器模块中monteCarloRadiativeTransfer.f95运行程序对改进的三维蒙特卡洛辐射传输模式中的原始地表模块中的surfaceProperties.f95运行文件的调用。
2.根据权利要求1所述的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法，其特征在于，所述根据地表描述的ρ0,κ,α三个参数进行三个函数计算的三个函数分别如下：
M(κ)＝[μ0μ(μ0+μ)]κ-1；
其中：
其中，θ0,
分别为出射太阳光天顶角和方位角；θ，
分别为入射太阳光天顶角和方位角；μ0，μ分别为出射太阳光天顶角余弦值和入射太阳光天顶角余弦值；ρ0为地表反射太阳光照射的强度，κ为地表各向异性程度，α为控制太阳光照射相对前向或后向的散射量；M(κ)为与κ相关的函数，F(α)为与α相关的函数，H(ρ0)为与ρ0相关的函数。
3.根据权利要求2所述的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法，其特征在于，所述κ的取值范围为：0.3≤κ≤1，当κ＝1时，M(κ)函数值为1；
所述α的取值范围为：当α的取值范围为：0≤α≤1时，α为控制太阳光照射相对前向的散射量；当α的取值范围为：-1≤α<0时，α为控制太阳光照射相对后向的散射量。
4.根据权利要求1所述的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法，其特征在于，所述根据所述计算结果构建双向反射率因子模型的模型公式如下：
其中，
为入射太阳光方位角；μ0，μ分别为出射太阳光天顶角余弦值和入射太阳光天顶角余弦值；ρ0为地表反射太阳光照射的强度，κ为地表各向异性程度，α为控制太阳光照射相对前向或后向的散射量；M(κ)为与κ相关的函数，F(α)为与α相关的函数，H(ρ0)为与ρ0相关的函数。
5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任意一项所述的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法。
6.一种服务器，其特征在于，其包括：
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个应用程序配置用于：执行根据权利要求1至4中任意一项所述的三维蒙特卡洛辐射传输模式改进方法。
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