Die komplexe räumliche Heterogenität in Waldszenen beeinflusst die Reflektionseigenschaften des Kronendachs, und der Umgang mit Heterogenitätsproblemen stellt eine Herausforderung im Bereich der Strahlungstransportmodellierung dar. Um die Genauigkeitsbeschränkungen klassischer analytischer Modelle aufgrund von Szenenvereinfachungen sowie die Effizienzbeschränkungen computergestützter Simulationsmodelle bei der Simulation großer Szenen zu überwinden, haben wir basierend auf der Theorie des stochastischen Strahlungstransports das dreidimensionale analytische Strahlungstransportmodell ESRT entwickelt. Die Anwendung des ESRT-Modells in verschiedenen komplexen Waldszenarien muss jedoch noch weiter erforscht werden und erfordert mehr Felddaten zur Validierung und Bewertung des Modells. Dieser Artikel stellt die Grundprinzipien des ESRT-Modells sowie Eingabe- und Ausgabeparameter vor und untersucht basierend auf Daten von 21 Mischwald-Stichprobenflächen und 50 durch Schädlinge belasteten Stichprobenflächen die Fähigkeit des Modells, unterschiedliche spektrale Kroneneigenschaften heterogener Wälder zu simulieren, und analysiert den Einfluss von Mischwaldanteil und Schädlingsbefall auf die Kronenspektren. Die Ergebnisse zeigen, dass das erweiterte ESRT-Modell im Vergleich zum ursprünglichen SRT-Modell eine bessere Übereinstimmung zwischen simulierten Kronenspektren von Mischwäldern und schädlingsbelasteten Waldparzellen und den vor Ort gemessenen Spektren aufweist; die Simulationsgenauigkeit nähert sich der von dreidimensionalen Computermodellen an; das Verhältnis von Nadel- zu Laubbäumen sowie die vertikale Verteilung geschädigter Blätter beeinflussen das Kronenspektralsignal. Das ESRT-Modell bietet einen Rahmen für die Strahlungstransportsimulation in verschiedenen heterogenen Waldszenarien, der die Simulationsgenauigkeit dreidimensionaler Modelle mit der Effizienz klassischer analytischer Modelle ausgleicht und besser für großmaßstäbliche Simulationen komplexer Waldstrukturen geeignet ist. Die Studie kann eine theoretische Grundlage für Monitoring-Anwendungen komplexer Waldszenarien mit dem ESRT-Modell bieten.

Fernerkundung;Strahlungstransport;dreidimensionales analytisches Modell;heterogene Waldkronen;Mischwälder;Waldschäden durch Schädlinge