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植被的地物光谱特性

    植被的地物光谱特性是什么?莱森光学来给大家介绍一下:

    健康绿色植物的波谱特征主要取诀于它的叶子。在可见光波段内,植物的波谱特性主要受叶的各种色素的支配。高等植物的绿色色素主要是叶绿素a和叶绿素b;黄色色素包括胡萝卜素和叶黄素。其中叶绿素起着最重要的作用。在此波段内,叶片的透射辐射能量少,到达叶片的绝大多数部分太阳辐射能不是被吸收就是被反射掉,进入叶片的太阳辐射被绿色色素和黄色色素所吸收。在可见光谱区,叶绿素a、b有两个吸收峰区,一个位于0.40-0.48mm,一个位于0.63-0.68m。叶绿素a、b含量由少到多的顺序基本上与可见光谱区段内反射率由大到小的顺序一致。说明叶绿素含量多时,叶片对太阳辐射的吸收多,反射率小;反之,叶绿素含量少时,吸收少,反射率大。在可见光波段内,正是由于色素(尤其是叶绿素)控制着植物叶片的波谱特性,因此以0.45mm为中心的蓝波段以及以0.67mm为中心的红波段叶绿素强烈吸收辐射能(>9096)而呈吸收谷。在这两个波段之间(0.54mm附近)吸收较少,形成绿色反射峰(10%-20%)。叶片几乎吸收了来自太阳辐射的蓝光和红光,反射出绿光,因此,叶片呈现为绿色。因此,可见光谱段内,植物叶片波谱反射率曲线总体上呈现出“两谷一峰-陡坡”的形状。即“蓝紫谷”、“红谷”、“绿峰”和从0.70波长附近开始,植物反射率急剧上升,曲线具有陡而接近于直线的形态的“陡坡”。这个“陡坡”这就是所说的“叶绿素的陡坡效应”。

    上述的是健康时的植物波谱特征,但是假若植物受到某种形式的抑制,阻止它的正常发育,导致叶绿素含量降低,叶绿素在蓝、红波段的吸收减少而反射增强,特别是红反射率升高,以至于植物转为黄色(绿色+红色=黄色)。当植物衰老时,由于叶绿素逐渐消失,叶黄素、叶红素在叶子的波谱响应中起主导作用,因而秋天树叶变黄或枫叶变红。

    在近红外波段,在红外光谱区,叶绿素a、b已经投吸收,因此,叶片对太阳辐射的反射增强。从0.75直到1.30mm反射都很强,这主要是受到细胞构造的影响。不同作物的表皮组织和叶肉组织不同,细胞的大小,排列和形状不同,细胞的间隙和气孔的多少也不同。入射到叶片内的太阳光经过不同的细胞的反射、多次折射和散射,在近红外光谱区形成了不同的反射峰。叶的反射及透射能相近(各占入射能的45%6-50%),而吸收能很低(<5%)(图3)。由于植物类别间叶子内部结构变化大,故植物在近红外的反射差异比在可见光区域大的多,这样我们就可以通过近红外谱段内反射率的测量来区分不同的植物类别。

    反射红外波段(1.30μm以外):植物的入射能基本上均吸收或反射,透射极少,叶片水分吸收主导了该波段的波谱谱反射率特性。由于1.45μm、1.94μm、2.7μm的强烈吸收特征,这些吸收光谱位置中间,形成两个主要反射峰,位于1.6μm和2.2μm附近。

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