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摘要
激光诱导荧光(LIF)技术是一种主动式的遥感光学探测技术。土壤是常见的天然多孔介质，与石油混合后油滴进入孔隙内部，其独特的结构可以使光线发生多次的反射和吸收现象，这种现象会导致LIF探测土壤石油污染物获得的荧光分布具有差异性。本文根据土壤含油量的多少以及分布特点，将土壤石油污染物分为油泥与含油土壤，基于蒙特卡罗方法和多孔介质的隐函数表示法，分别建立油泥和含油土壤的荧光仿真模型，采用荧光转换效率(接收荧光功率与发射激光功率的比值)表征荧光强度，并从不同出射方向分析发射出土壤的荧光分布情况。通过模拟不同油品污染的油泥和含油土壤在不同入射天顶角、孔隙率、孔隙密度下的荧光转换效率，分析不同油品、LIF系统参数和土壤因素对荧光分布的影响。仿真结果表明，同种石油污染的油泥和含油土壤，油泥因其较高的含油量导致荧光信号强于含油土壤；当激光垂直入射时，LIF系统收集的荧光信号强度最高，而入射角度增大会导致荧光信号强度逐渐降低；土壤石油污染物的荧光强度会随着孔隙率的增大而增大，随着孔隙密度的增大而减小；轻质石油污染的土壤受激光照射时，由于石油吸收系数较低，产生的荧光信号要弱于重质石油污染的土壤。该研究为LIF探测陆地溢油污染提供理论和技术支持。
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