一、LESS简介

为满足模拟大尺度复杂场景的需求，发展一套既能够处理真实结构场景又能够模拟大尺度遥感数据的三维辐射传输模型显得尤为必要，这是LESS发展的目的。

二、LESS操作

Sensor：提供了摄像机成像类型、图像尺寸、分辨率、每像素光线追踪数、光谱波段、输出图片形式等

Observation:传感器俯仰角、方位角、相机海拔高度、投影基准面等

Illumination and Atmosphere:太阳参数、天空光参数等

Optical Database：配置不同表面的光学属性（前射、后射、透射、光学模型类型）

Terrain：配置地形

Objects：目标对象部署

Advanced:cpu选项、python脚本

选项有 File（文件操作，如新建、打开、保存）、Run（运行）、Tools（工具）、Display（显示控制）、Process（数据处理）和 Help（帮助文档）。

三、实操

培训手册包含17个实例可供操作练习

​​Ex01 – 森林场景平行投影影像模拟：​​ 学习LESS基础操作，包括创建工程、导入OBJ树木模型、设置光谱、在场景中随机放置树木，最终模拟生成多光谱影像、RGB照片以及反映场景组分的四分量影像。

​​Ex02 – 鱼眼镜头及数码照片模拟：​​ 对比模拟鱼眼镜头相机（使用不同投影模式）和普通透视投影相机拍摄的森林场景图像，并扩展到叶绿素荧光影像的模拟。

​​Ex03 – 多角度的反射率及叶绿素荧光模拟：​​ 使用光子追踪模式，在特定观测方向上（由Virtual Directions参数指定）模拟森林场景的多角度双向反射率因子(BRF)和叶绿素荧光数据。

​​Ex04 – FPAR模拟：​​ 利用光子追踪模拟玉米冠层的光合有效辐射吸收比例(FPAR)，可通过Layer Definition参数进行冠层分层统计。

第一列及第二列表示每一层的起始和结束高度，第三列为总的fPAR值，第四列起始为每一个组分对应的fPAR值
​​Ex05 – 三维叶片光分布模拟：​​ 在Ex04基础上，通过更精细的层定义设置(Layer Definition模式2)，模拟并可视化场景中每个三角面片（代表叶片等）吸收的光合有效辐射(APAR)，展示冠层内部的光分布。
​​Ex06 – 冠层尺度光合模拟：​​ (基于Ex05) 将光分布模拟结果（APAR）与外部光合作用模型结合，模拟冠层尺度的光合作用过程（需外部模型驱动）。
​​Ex07 – 地基激光雷达模拟：​​ 配置地基激光雷达(TLS)传感器参数（如Riegl VZ-1000），模拟生成高密度的三维点云数据，并可转换为标准LAS格式。

​​Ex08 – 机载激光雷达模拟：​​ 配置机载激光雷达(ALS)传感器参数（如Riegl VQ-780i），模拟航线飞行并生成离散点云数据。
​​Ex09 – 星载激光雷达模拟：​​ 配置星载激光雷达传感器参数（模拟GEDI），模拟大光斑激光雷达波形数据，并进行卷积处理生成最终波形。
​​Ex10 – 机载波形激光雷达模拟：​​ 配置自定义参数的机载全波形激光雷达系统（脉宽、发散角等），模拟发射脉冲与场景相互作用后返回的完整波形能量分布。
​​Ex11 – 机载激光雷达重建三维场景：​​ 基于输入的机载激光雷达点云(ALS .las文件)，使用单木分割算法（如分水岭）和树冠重建方法（如AlphaShape），自动重建出三维森林场景（树冠外包络），并可指定冠层LAI和叶倾角分布。
​​Ex12 – 批处理模块与pyLessSDK应用：​​ 利用LESS内置的批处理工具或Python SDK (pyLessSDK)，自动化执行参数组合模拟（如改变太阳角度、影像分辨率），显著提高模拟效率。
​​Ex13 – 森林火灾前场景模拟：​​ 构建包含多种树木的健康森林三维场景，为火灾模拟提供基础。
​​Ex14 – 森林火灾后场景模拟：​​ 在Ex13基础上，通过修改场景元素的光谱属性（为叶片、枝干、土壤赋予“火烧”光谱），模拟火灾后的森林场景及其光学影像特征（如多光谱、假彩色影像变化）。
​​Ex15 – 植被生化参数反演（玉米）：​​ 利用Python SDK，批量生成玉米冠层在不同叶片生化参数（叶绿素、水分、干物质）组合下的反射率模拟数据集；基于此数据集训练神经网络模型（如MATLAB实现），演示叶片叶绿素含量反演流程。
​​Ex16 – 垄行玉米多角度荧光模拟：​​ 构建规则垄行结构的玉米农田场景（特定株距、垄距），利用光子追踪模式模拟其在多个观测方向上的叶绿素荧光信号，可研究热点效应等。
​​Ex17 – 土壤水分含量和叶绿素含量对冠层荧光的影响：​​ 结合批处理工具(Batch Tool) 和 Python SDK，分别批量修改土壤水分参数（GSV模型中的cSM值）和叶片叶绿素含量参数，模拟分析这两个关键因素对冠层叶绿素荧光强度的影响。

​​功能模块​​	​​案例编号​​	​​应用亮点​​
​​场景构建​​	Ex01, Ex13, Ex14	OBJ分组光谱赋予、火灾场景演化
​​多角度反射/荧光​​	Ex03, Ex16, Ex17	虚拟方向高效采样、垄行结构热点
​​激光雷达​​	Ex07-Ex11	TLS/ALS/GEDI全链条模拟与重建
​​植被参数​​	Ex04-Ex06, Ex15	FPAR→光分布→光合作用级联模拟
​​批处理/SDK​​	Ex12, Ex15	参数自动化、神经网络反演集成