注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

面朝大海 春暖花开

一点心得,转载本博客文章,请注明转帖,谢谢!

 
 
 

日志

 
 
关于我

中国科学院博士 主要从事遥感机理、定量反演、数据处理以及GIS应用研究。ArcGIS、Envi 、ERDAS、Ecognition软件、IDL语言、6S、SAIL

网易考拉推荐

【转载】[转载]植被波谱特征总结  

2013-08-20 10:12:09|  分类: 遥感 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |
原文地址:植被波谱特征总结作者: ENVIIDL

植被跟太阳辐射的相互关系有别于其他物质,如裸土、水体等,比如植被的“红边”现象,即在<700nm附近强吸收,>700nm高反射。很多因素影响植被对太阳辐射的吸收和反射,包括波长、水分含量、色素、养分、碳等。

研究植被的波长范围一般为400 nm to 2500 nm,这也是传感器设计选择的波长范围。这个波长范围可范围以下四个部分:

  • 可见光(Visible):400 nm to 700 nm

近红外(Near-infrared——NIR):700 nm to 1300 nm

  • 短波红外1Shortwave infrared 1—— SWIR-1):1300 nm to 1900 nm
  • 短波红外2Shortwave infrared 2——SWIR-2):1900 nm to 2500 nm

其中NIRSWIR-1的过渡区(1400nm附近)是大气水的强吸收范围,卫星或者航空传感器一般不获取这范围的反射值。SWIR-1 SWIR-2的过渡区(1900nm附近)也是大气水的强吸收范围。

植被可分为三个部分组成:

  • 植物叶片(Plant Foliage
  • 植被冠层(Plant Canopies
  •  非光合作用植被(Non-Photosynthetic Vegetation)

这三个部分是植被分析的基础,下面对他们详细介绍。

1、植物叶片(Plant Foliage

植物叶片包括叶、叶柄以及其他绿色物质,不同种类的叶片具有不同的形状和化学成份。对波谱特征产生重要影响的主要化学成份包括:色素(Pigments)、水分(Water)、碳(Carbon)、氮(Nitrogen),这也是遥感反演的基础,如用植被指数来估算叶子的化学成份。

  • 色素(Pigments

叶色素主要包括叶绿素、叶黄素和花青素。这些都是植被的健康的指标,比如含高浓度叶绿素的植被一般很健康,相反,叶黄素和花青素常常出现在健康较差的植被,濒临死亡的植被出现红色、黄色或棕色

叶色素只影响可见光部分400nm~700nm),图1为几种叶色素在可见光范围的相对光谱吸收特征。

[转载]植被波谱特征总结 - wangjiexx - SKY
1 部分叶色素的相对光谱吸收特征


  • 水分(Water

   叶子的几何特性、冠层结构和对水的需求影响植被的水分含量。水分对植被反射率的影响波段范围在NIRSWIR(图2)。在1400nm1900nm附近有吸收波谷,但是传感器一般会避开这两个波段范围。在970nm1190nm附近也有强吸收特征,可利用这两个波段范围监测植被水分。

  • 碳(Carbon

    植物中的碳是以很多形式存在,包括糖,淀粉,纤维素和木质素等。纤维素和木质素的吸收特征表现在短波光谱范围内容(图3)。

 

[转载]植被波谱特征总结 - wangjiexx - SKY
2 叶片水和碳(纤维素和木质素)相对光谱吸收特征


  • 氮(Nitrogen

           叶子中的氮元素一般包含在叶绿素、蛋白质以及其他分子中。植被指数(VI)对包含在叶绿素中的氮元素很敏感(大约含6%氮)。包含在蛋白质中的氮元素在1500nm~1720 nm范围内对叶片波谱特征影响比较大。

从上可以看出,植被与辐射的相互作用主要体现在叶片的波谱特征,因此,在可见光谱段内,主要太阳辐射的吸收来自叶绿素、叶黄素和花青素,形成450nm670nm附近的吸收谷;在近红外谱段内,主要太阳辐射的吸收来自水分,形成970nm1190nm两个水吸收带;在短波红外谱段内,除了水分,各种形式存在的碳和氮也对太阳辐射的吸收有一定的贡献,形成1400nm1900nm吸收谷

 图3是叶片反射率与透射光谱(Transmittance Spectra)对比例子,木本植被和草本植被在色素、水分、氮等含量不一样,反射率与透射光谱关系也不一样。

 

[转载]植被波谱特征总结 - wangjiexx - SKY
3 木本植物(A)和草本植物(B)的叶片反射率与透射光谱


2、植被冠层(Plant Canopies

单片叶子的反射特性对植被冠层光谱特征是重要的,此外,叶子数量和冠层结构对植被冠层的散射、吸收也有重要的影响。比如不同的生态系统中,森林、草原、或农业用地等都具有不同的反射特性,虽然它们单个叶子很类似。

有很多植被模型用于描述冠层光谱特征。两个最重要的是叶面积指数(LAI)和叶倾叶角分布(LAD)。LAI指每单位面积地上绿叶面积,这表现了冠层中绿色植被的总数;LAD描述了树叶所有类型的定向,常用平均叶倾角(MLA)近似。MLA表示冠层中的每个叶片角度与水平方向的差值的平均值。

4表示LAILAD对植被冠层的影响效果,MLA近似LAD在近红外谱段内,植被强反射太阳辐射,植被冠层在可见光和SWIR-2是强吸收使用可见光和SWIR-2的植被指数对上层林冠非常敏感

 

[转载]植被波谱特征总结 - wangjiexx - SKY
4  LAI (A) MLA (B) 的增减对植被冠层的影响


3、非光合作用植被(Non-Photosynthetic Vegetation)

在自然界里,还包括占了全球植被覆盖一半的衰老或死亡植被,它们被称为非光合作用植被(简称NPV)。NPV的冠层也具有木本森林结构,如树干,茎,和树枝等。

NPV主要包含碳元素,以淀粉,纤维素和木质素形式存在,NPV的光谱特征主要受这些物质支配。在短波红外内的波动比较大,与绿色植被相反,SWIR-1 SWIR-2范围内散射占主导。图5显示了绿色植被和NPV冠层光谱特征。

 

[转载]植被波谱特征总结 - wangjiexx - SKY
5 透射绿色植被和干植被的冠层反射特性的变化(400nm~2500nm

  评论这张
 
阅读(350)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017