本发明涉及数据处理领域，具体为一种基于分形几何的闪电红外仿真方法。
背景技术：
1、由于闪电是大气中的强放电现象。闪电可以简单的认为是电子运动的宏观体现，闪电中光子的随机运动决定了闪电的形状必然存在不确定性，这也就涉及了概率性；其次由于观看视角的不同，肉眼所见的闪电形状与天基传感器可见的闪电形状存在着极大的差异；再者对于不同类别的闪电，其几何形态也可能存在着差异。由于闪电并不是由确切的肉眼可见物质形成，所以常规的从反射率出发的算法并不适用，辐射亮度值的仿真精度决定了总体仿真的准确性。
2、因此一种能够仅从数据本身出发，不需要物质反射率的闪电红外仿真计算方法是迫切需求的。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本申请旨在提供一种基于分形几何的闪电红外仿真方法，该方法能够有效仿真红外波段闪电图像。
2、本发明提出了一种基于分形几何的闪电红外仿真方法，所述方法包括如下步骤：
3、s1，基于植物生长数学模型l-system，结合闪电结构包含主干和分支的自相似性和无限精细的分形特点，以及结合闪电生成的随机性，设计闪电分形的文法生成规则，生成闪电外形模型图；
4、s2，对闪电产生的过程进行仿真，所述闪电产生的过程包含激发、离解、电离、跃迁的物理过程，计算闪电红外辐射强度，对步骤1中的闪电外形模型图中每个像素点进行赋值；
5、s3，根据所需波段，计算不同的闪电红外辐射强度，生成所需波段的闪电仿真图像。
6、进一步的，所述s1包含如下步骤：
7、s11，确定l-system的算法规则；
8、s12，生成闪电骨架；
9、s13，仿真闪电的燃烧与发光效果。
10、进一步的，所述s2包含如下步骤：
11、s21，基于boltzmann方程，解算电子能量分布函数；
12、s22，计算电子碰撞过程的激发率；
13、s23，计算体辐射强度；
14、s24，计算大气衰减后的体辐射强度。
15、进一步的，所述s11，确定l-system的算法规则中，用三元组(x,y,d)来表示闪电的生成状态，其中x,y表示横坐标和纵坐标，d代表当前的朝向。
16、进一步的，所述s12包含如下步骤：
17、s121设置初始参数；
18、s122确定是否生成主干；
19、s123若是则以折线生成主干并到达下一个顶点；
20、s124若否则以分叉形成主干并到达下一个顶点；
21、s125判断是否达到生成次数；
22、s126是则结束，否则回到步骤二，继续s123至s126。
23、进一步的，所述s13为：对图像进行平滑处理，运用高斯滤波器对图像进行多次模糊，模拟闪电周围的发光效果。
24、进一步的，所述体辐射强度为：
25、
26、式中，表示从高能态跃迁到低能态的einstein系数，单位s-1；表示从基态x的第0振动态激发到激发态k的第v振动态的franck-condon系数；λ为波长，由高能态到低能态的能量确定，单位nm；τk,v表示激发态k的第v振动态的弛豫时间，单位s。
27、进一步的，所述大气衰减后的体辐射强度为
28、
29、t＝e-τ(h，x，ε，λ) (0.3)
30、
31、式中，为初始发射率，为考虑了大气衰减后的体辐射强度，x为观测角，是波长处的衰减截面，ns(z)为z高度的散射活着吸收介质分子密度，h0是发光事件所在高度，t是大气透过率，τ是光学厚度，ε是约化电场e/n的函数。
32、本发明提供的一种基于分形几何的闪电红外仿真算法，主要存在如下优点：
33、本发明通过分形几何实现对具有极大不确定性外形闪电的外形仿真，可以无需借助真实图像直接对闪电进行仿真，其次本发明通过基于boltzmann方程的红外辐射强度计算，能够真实有效的计算出闪电每一个部位的辐射亮度。
1.一种基于分形几何的闪电红外仿真方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于分形几何的闪电红外仿真方法，其特征在于，所述s1包含如下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种基于分形几何的闪电红外仿真方法，其特征在于，所述s2包含如下步骤：
4.根据权利要求2所述的一种基于分形几何的闪电红外仿真方法，其特征在于，所述s11，确定l-system的算法规则中，用三元组(x,y,d)来表示闪电的生成状态，其中x,y表示横坐标和纵坐标，d代表当前的朝向。
5.根据权利要求2所述的一种基于分形几何的闪电红外仿真方法，其特征在于，所述s12包含如下步骤：
6.根据权利要求2所述的一种基于分形几何的闪电红外仿真方法，其特征在于，所述s13为：对图像进行平滑处理，运用高斯滤波器对图像进行多次模糊，模拟闪电周围的发光效果。
7.根据权利要求3所述的一种基于分形几何的闪电红外仿真方法，其特征在于，所述体辐射强度为：
8.根据权利要求3所述的一种基于分形几何的闪电红外仿真方法，其特征在于，所述大气衰减后的体辐射强度为
