高光谱评价植被叶绿素含量的研究进展

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1、第$"卷第"期上海交通大学学报0农业科学版K^8=-$"Z8-"$##!年!月WXY>Z/[XR.H/ZH/1W1/X]XZYZ1^_>.1]‘0/>1JY[]Y>/[.J1_ZJ_KaA;-$##!文章编号U"V’"&%%V)0$##!K#"&##’)O#’高光谱评价植被叶绿素含量的研究进展张金恒，王珂，王人潮（浙江大学农业遥感与信息技术应用研究所，杭州!"##$%）摘要：重点介绍利用便携式光谱仪获得的高光谱数据在评价植被叶绿素含量的研究状况。从叶绿素的光谱特性入手，通过和传统宽波段对比阐述高光谱数据在评价植被叶绿素中的特点，在此基础上简要介绍了高光谱遥感数据估计植被叶绿

2、素含量两种方法的研究进展，一是利用光谱数据、植被指数、导数光谱评价植被叶绿素密度或浓度；二是利用红边光学参数评价植被叶绿素密度或浓度，并分析了研究中可能存在的问题。关键词：高光谱；植被；叶绿素中图分类号：."$’文献标识码：/!"#$%&’(%)*+,)*-"+./+*0&"*,*’,1’21’*,"10."*3*2*"."1&’/*.4-(/&+&)(%//-&’"*’"!"#$%&’()*+(,-.#$%/+-.#$%0+()1*23012345464789/:;5<6=46;7>7?847.72352:@1298;?A4582.B347?/CC=5

3、2:625G7;354B,HA2:IE86!"##$%,JE52AK56,"+.-"7L7

4、847372352:527345?A47<;8C=7A9

5、能的物质，对植被的光能利用有直接关系。叶绿素含量和植被的光合能力、发育阶段以及氮素状况有较好的相关性，它们通常是氮素胁迫、光合作用能力和植被发育阶段（特别是衰老阶段）的指示器S"T。叶片的光合作用需要大量的氮素，氮素主要存在于光反应的色素蛋白质以及光合作用碳消耗循环相关的蛋白质中。由于叶片含氮量和叶绿素之间的变化趋势相似，所以可以通过测定叶绿素来监测植株氮S$T素营养，因此植物叶绿素遥感研究可能作为一种评价植物氮素状态工具。叶片及冠层光谱反射率或透射S!T率对光合色素含量的响应可能作为一种监测光合作用、氮素状况和水、病害与污染等胁迫的有力手段。叶绿素的常规测定使用分光光度计法。因

6、为这种方法要进行组织提取和分光光度计的测定，所以既耗时收稿日期：$##$&#’&#!(修稿日期：$##$&#%&$!基金项目：国家自然科学基金项目（!##’#)))）和浙江省自然科学基金项目（)%*#"+）资助作者简介：张金恒（"%’!&）,男，吉林敦化人，在读博士，研究方向：农业遥感与信息技术-第#期张金恒，等：高光谱评价值被叶绿素含量的研究进展!"间又对植被造成损伤。另外从大田到实验室的运输和样本制备过程中很可能损失叶绿素进而导致叶绿素含量发生变化$%&。而便携式高光谱仪是一种非损伤性测定叶绿素的方法’它是通过测定绿色植物叶片的反射率、透射率和吸收率来测定叶绿素含量的$(&，

7、这决定了高光谱技术在植被叶绿素含量评价中具有独特的作用。#植被叶绿素的光谱特征健康绿色植物的光谱曲线可见光部分的低谷)("*和+!*,-处的蓝、红光.主要由叶绿素强烈吸收引起，假如叶绿素等色素的浓度或含量因故下降，绿色视觉效果就会减弱$"&。可见光区的“蓝边”)蓝过渡到绿.、绿峰、“黄边”)绿过渡到红.、红光低谷及红光过渡到近红外的“红边”是描述植被色素状态和健康状况的重要指示波段。“红边”是植物曲线最明显的特征。红边是植被反射率曲线的最大斜率点，发生在+/*0!"*,-波长范围