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Modeling the Reflectance of the Lunar Regolith by a New Method Combining Monte Carlo Ray Tracing and Hapkes Model with Application to ChangE-1 IIM Data

機譯：蒙特卡羅射線追蹤與哈普克模型相結(jié)合的新方法對月go石的反射率建模及其在Chang娥一號IIM數(shù)據(jù)中的應(yīng)用

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摘要

In this paper, we model the reflectance of the lunar regolith by a new method combining Monte Carlo ray tracing and Hapke's model. The existing modeling methods exploit either a radiative transfer model or a geometric optical model. However, the measured data from an Interference Imaging spectrometer (IIM) on an orbiter were affected not only by the composition of minerals but also by the environmental factors. These factors cannot be well addressed by a single model alone. Our method implemented Monte Carlo ray tracing for simulating the large-scale effects such as the reflection of topography of the lunar soil and Hapke's model for calculating the reflection intensity of the internal scattering effects of particles of the lunar soil. Therefore, both the large-scale and microscale effects are considered in our method, providing a more accurate modeling of the reflectance of the lunar regolith. Simulation results using the Lunar Soil Characterization Consortium (LSCC) data and Chang'E-1 elevation map show that our method is effective and useful. We have also applied our method to Chang'E-1 IIM data for removing the influence of lunar topography to the reflectance of the lunar soil and to generate more realistic visualizations of the lunar surface.
機譯：在本文中，我們通過結(jié)合蒙特卡洛射線追蹤和Hapke模型的新方法對月球巨石的反射率進行建?！，F(xiàn)有的建模方法采用輻射傳遞模型或幾何光學(xué)模型。但是，來自軌道成像儀上的干涉成像光譜儀（IIM）的測量數(shù)據(jù)不僅受到礦物成分的影響，還受到環(huán)境因素的影響。僅憑一個模型就不能很好地解決這些因素。我們的方法實現(xiàn)了蒙特卡洛射線追蹤，以模擬諸如月球土壤的地形反射之類的大規(guī)模效應(yīng)，以及用于計算月球土壤顆粒內(nèi)部散射效應(yīng)的反射強度的Hapke模型。因此，在我們的方法中，無論是大規(guī)模效應(yīng)還是微觀效應(yīng)，都為月球巨石的反射率提供了更為精確的模型。利用月球土壤特性分類協(xié)會（LSCC）數(shù)據(jù)和Chang娥一號海拔圖進行的仿真結(jié)果表明，該方法是有效和有用的。我們還將我們的方法應(yīng)用于Chang'E-1 IIM數(shù)據(jù)，以消除月球地形對月球土壤反射率的影響，并生成更逼真的月球表面可視化效果。

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