本发明涉及作物生长监测，尤其涉及一种作物三维动态光谱数据模拟方法及装置。
背景技术：
1、在遥感技术的广泛应用中，高质量的作物样本数据，尤其是包含地面实测数据与对应光谱数据的综合数据集，是构建和优化遥感模型不可或缺的基石。
2、传统的地面样本数据收集方式面临着诸多挑战：数据获取难度大、成本高企、数量有限，且难以全面覆盖不同的时间和空间条件；这种局限性导致样本数据缺乏足够的代表性，进而限制了遥感模型在复杂环境下的训练和验证效果；为了克服这些难题，模拟器能够模拟接近真实的数据，摆脱时空限制，高效生成覆盖广泛时空范围和复杂条件的高质量样本数据，特别是在深度学习和大模型等先进技术的推动下，模拟器能够提供海量的数据样本，为遥感模型的训练和优化提供强有力的支持。
3、相关技术中，现有的辐射传输光谱模拟技术采用静态模型模拟作物的光谱特性，难以反映作物在不同生长阶段和环境条件下的光谱特性的动态变化，同时，相关技术通常提取作物叶片等简单特征构建作物三维结构时，这种简化处理降低了模拟结果的精度和适用性，难以满足复杂环境下的遥感应用需求。
技术实现思路
1、本发明提供一种作物三维动态光谱数据模拟方法及装置，用以解决现有技术采用静态模型难以模拟作物生长过程中光谱特性的动态变化，且采用叶片特征构建的作物三维结构降低了模拟结果的精度和适用性的缺陷，提高了对作物生长过程中光谱模拟的准确性和光谱采集效率。
2、本发明提供一种作物三维动态光谱数据模拟方法，包括：
3、根据作物的生长数据构建生长曲线模型；所述生长数据包括叶位的潜在最大长度、叶位的潜在最大宽度、作物潜在最大高度、作物潜在最大茎粗和每日积温数据中的至少一项，所述生长曲线模型用于预测所述作物在任意时间的叶位长度、宽度、高度和茎粗数据，以生成单株作物模型；
4、基于所述生长曲线模型根据第一配置参数生成的多个单株作物模型构建动态三维场景，对所述动态三维场景中作物和对应土壤的光谱属性进行配置和模拟，得到目标光谱数据。
5、根据本发明提供的一种作物三维动态光谱数据模拟方法，所述根据作物的生长数据构建生长曲线模型包括：
6、采集作物生长数据，所述生长数据包括叶位的潜在最大长度、叶位的潜在最大宽度、作物潜在最大高度、作物潜在最大茎粗和每日积温数据；
7、以所述每日积温数据为时间变量，根据所述叶位的潜在最大长度、所述叶位的潜在最大宽度、所述作物潜在最大高度、所述作物潜在最大茎粗和每日积温数据构建所述作物的生长曲线模型。
8、根据本发明提供的一种作物三维动态光谱数据模拟方法，所述生长曲线模型包括叶位长度模型、叶位宽度模型、作物株高模型和作物茎粗模型；
9、所述叶位长度模型通过下式表示：
10、；
11、其中，为作物第 n片叶子的长度，为对应叶位的潜在最大长度，和为叶位长度模型参数，为每日积温数据，为第 n片叶子开始发育的初始积温数据； e为自然对数的底数；
12、所述叶位宽度模型通过下式表示：
13、；
14、其中，为作物第 n片叶子的宽度，为对应叶位的潜在最大宽度，和为叶位宽度模型参数；
15、所述作物株高模型通过下式表示：
16、；
17、其中，为作物的株高，为作物的潜在最大高度，和为作物株高模型参数；
18、所述作物茎粗模型通过下式表示：
19、；
20、其中，为作物茎粗，为作物的潜在最大茎粗，和为作物茎粗模型参数。
21、根据本发明提供的一种作物三维动态光谱数据模拟方法，所述第一配置参数包括不同单株作物之间的行距、株距、叶夹角和叶倾角中的至少一项。
22、根据本发明提供的一种作物三维动态光谱数据模拟方法，所述对所述动态三维场景中作物和对应土壤的光谱属性进行配置和模拟，得到目标光谱数据包括：
23、基于光线追踪的三维辐射传输模型less根据第二配置参数对所述动态三维场景中作物和对应土壤的光谱属性或者反射率值进行模拟，得到土壤光谱数据和作物冠层光谱数据。
24、根据本发明提供的一种作物三维动态光谱数据模拟方法，所述第二配置参数包括：less的观测天顶角、观测方位角、太阳天顶角、太阳方位角、叶片结构参数 、叶绿素含量、类胡萝卜素含量、等效水厚度和等效干物质含量。
25、本发明还提供一种作物三维动态光谱数据模拟装置，包括：
26、模型构建模块，用于根据作物的生长数据构建生长曲线模型；所述生长数据包括叶位的潜在最大长度、叶位的潜在最大宽度、作物潜在最大高度、作物潜在最大茎粗和每日积温数据中的至少一项，所述生长曲线模型用于预测所述作物在任意时间的叶位长度、宽度、高度和茎粗数据，以生成单株作物模型；
27、光谱采集模块，用于基于所述生长曲线模型根据第一配置参数生成的多个单株作物模型构建动态三维场景，对所述动态三维场景中作物和对应土壤的光谱属性进行配置和模拟，得到目标光谱数据。
28、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述作物三维动态光谱数据模拟方法。
29、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述作物三维动态光谱数据模拟方法。
30、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述作物三维动态光谱数据模拟方法。
31、本发明提供的作物三维动态光谱数据模拟方法及装置，通过作物的生长数据构建生长曲线模型，能够预测作物在任意时间的叶位长度、宽度、高度和茎粗数据，以生成单株作物模型；再通过生长曲线模型根据第一配置参数生成的多个单株作物模型构建动态三维场景，对动态三维场景中作物和对应土壤的光谱属性进行配置和模拟，得到目标光谱数据，提高了对作物生长过程中光谱模拟的准确性和光谱采集效率。
1.一种作物三维动态光谱数据模拟方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的作物三维动态光谱数据模拟方法，其特征在于，所述生长曲线模型包括叶位长度模型、叶位宽度模型、作物株高模型和作物茎粗模型；
3.根据权利要求1所述的作物三维动态光谱数据模拟方法，其特征在于，所述第一配置参数包括不同单株作物之间的行距、株距、叶夹角和叶倾角中的至少一项。
4.根据权利要求1所述的作物三维动态光谱数据模拟方法，其特征在于，所述对所述动态三维场景中作物和对应土壤的光谱属性进行配置和模拟，得到目标光谱数据包括：
5.根据权利要求4所述的作物三维动态光谱数据模拟方法，其特征在于，所述第二配置参数包括：less的观测天顶角、观测方位角、太阳天顶角、太阳方位角、叶片结构参数 、叶绿素含量、类胡萝卜素含量、等效水厚度和等效干物质含量。
6.一种作物三维动态光谱数据模拟装置，其特征在于，包括：
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述作物三维动态光谱数据模拟方法。
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述作物三维动态光谱数据模拟方法。
