近日，林学院黄华国教授团队在中国科学院一区Top期刊《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》发表了题为“RAPID-RTX: a novel real-time radiative transfer and force field modeling framework for forest BRF simulations”的研究论文。该研究首次实现了对自然风场、无人机阴影等动态干扰因素的高精度辐射传输模拟，为遥感机理研究与观测方案优化提供了新型的仿真工具。

在定量遥感持续深化应用的背景下，如何精确量化环境动态因素对观测信号的影响，是提升遥感反演精度与可靠性的核心瓶颈。以往的三维辐射传输模型多基于静态场景假设，难以模拟真实世界中风致树冠晃动、飞行平台投影等连续变化过程。

针对以上挑战，RAPID-RTX模型创新性地将物理力场仿真与辐射传输计算实时耦合，构建了包含场景构建、物理仿真、实时辐射传输及输出处理四大核心模块的建模框架，实现了动态森林场景的“物理‑光学”一体化真实模拟。本研究定量揭示了无人机阴影（图1）与风场扰动对森林遥感信号的关键影响（图2），并提出针对性观测准则：为规避阴影干扰，应保持传感器视场角＞5°且飞行高度＞60米；为减少风扰影响，应在风速低于4米/秒的条件下开展定量观测。

图1无人机阴影对遥感观测实验的影响

图2自然风扰动对森林遥感信号的影响

RAPID-RTX模型不仅为无人机及近地遥感观测方案设计、数据质量评估与校正提供了关键工具，也为森林碳汇精准监测、生态系统动态模拟等应用提供了前沿技术支撑。

北京林业大学林学院博士研究生张壮壮为第一作者，黄华国教授为通讯作者。

该研究得到了国家自然科学基金“遥感实验场数字孪生体构建理论及关键技术研究”（42130111）的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1109/tgrs.2025.3633556