[发明专利]一种海洋荧光探测半解析蒙特卡罗模拟方法

摘要

本发明提供了一种海洋荧光探测半解析蒙特卡罗模拟方法，该方法基于荧光物质垂向密度分布，利用蒙特卡罗方法生成荧光物质光源，模拟荧光光子在海水随机介质中的传输，模型考虑海水和水中悬浮物质的散射和吸收特性；结合半解析方法，快速计算每次散射过程中水上探测器感应的能量，统计每个光子的光程并形成时域探测信号。本发明可用于分析不同水体的水色信息，也有助于开展海洋光学散射特性的研究，节省了大量成本，从而为遥感探测和抗干扰算法设计、参数选择、性能评估提供参考。

主权项

1.一种海洋荧光探测半解析蒙特卡罗模拟方法，用于实现荧光物质垂向分布不均匀的水体受光激发的荧光能量传输特性仿真，其特征在于，所述方法，包含以下过程：步骤1：将海水划分为深度等间距的光子多层传输媒介，归一化海水垂向深度的荧光物质分布谱，并将连续分布谱转化为等间距深度采样的离散概率分布；步骤2：统计实例海域中荧光物质的平均浓度，依据荧光物质浓度与激发光波长的经验公式关系计算受光激发的荧光峰波长；基于该荧光峰波长，利用Mie理论球形粒子近似，计算海水各层媒介的固有光学特性，包括散射系数、吸收系数、不对称因子及折射率；步骤3：基于荧光物质离散概率分布，利用蒙特卡罗方法随机生成荧光光源；考虑水下悬浮粒子及水体的散射、吸收效应，不同折射率的媒介层直接的反射、透射效应，模拟荧光光子的传输过程；结合解析法，计算每次散射后，荧光光子被水上探测器感应的能量；步骤4：基于光子输运过程，进行统计运算，转化为其他所需的传输信息；输出探测器收集的荧光光子能量，生成时域探测信号。