植被遥感光谱分析

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1、植被遥感调查植被调查是遥感的重要应用领域。以确定植被的分布、类型、长势为主。植被判读的原理是植物的光谱特性。不同的植物由于结构和叶绿素含量不同，具有不同的光谱特征，特别是近红外波段有较大的差别。利用植物的物候差异也可区分植物类型，如冬季落叶树和常绿树很好区别。利用植物的生态条件区别植物类型。如地形上的阴坡和阳坡，不同高度的地形部位，都分布着不同的植物类型受病虫害的植物，结构和叶绿素含量发生很大的变化，尤其是近红外波段与健康植物区别最为明显。作物的长势主要用植被指数来监测。植被指数可用来建立农作物的估产模型。一、植物的光谱特征1、在可见光的0.55μm附近

2、有一个反射率为10％～20％的小反射峰，在0.45μm和0.65μm附近有两个明显的吸收谷。2、在0.7～0.8μm是一个陡坡，反射率急剧增高，在近红外波段0.8～1.3μm之间形成一个高的，反射率可达40％或更大的反射峰。3、在1.45μm，1.95μm和2.6～2.7μm处有三个吸收谷。二、影响植物光谱的因素1、叶绿素植物叶子中含有多种色素，如叶青素、叶红素、叶绿素等。在可见光范围内，其反射峰值落在相应的波长范围内。不同生长状态橡树叶子的反射特性Jensen,2000Jensen,2000不同橡树叶子的反射特性2、叶子的组织构造绿色植物的叶子是由

3、上表皮、叶绿素颗粒组成的栅栏组织和多孔薄壁细胞组织（海绵组织）构成。叶绿色对紫外线和紫色光的吸收率极高，对蓝色光和红色光也强吸收，以进行光合作用。对绿色光部分则部分吸收，部分反射，所以叶子呈绿色，并形成在0.55μm附近的一个小反射峰值，而在0.33～0.45μm及0.65μm附近有两个吸收谷。叶子的多孔薄壁细胞组织（海绵组织）对0.8～1.3μm的近红外光强烈地反射，形成光谱曲线上的最高峰区。3、叶子的含水量叶子在1.45μm，1.95μm和2.6～2.7μm处各有一个吸收谷，这主要有由叶子的细胞液、细胞膜及吸收水分所形成。植物叶子含水量的增加，将

4、使整个光谱反射率降低，反射光谱曲线的波状形态变得更为明显，特别是在近红外波段，几个谷更为突出。水分含量对植被反射率的影响（以木兰为例）Jensen,20004、植物覆盖度植物覆盖程度越大，光谱特征形态受背景下垫面影响愈小。叶面指数——植物所有叶子的累加面积总和与覆盖地面面积之比。三、主要植被类型的影像特征航空像片的植被判读判读标志为：色调/色彩和纹理结构。纹理结构：细小地物在影像上构成的组合图案。地物的性质不同，组合图案也不同，以此来判读地物群体的性质。以判读植物群落为主。植被的判读一般要用多波段合成的图像，如标准假彩色合成图像。在该图像上植被为红色。卫

5、星图像的植被判读卫星图像上，植被是群体的特征，不能反映个体的形态，只能判读出植被的类型、生长状况、分布范围。植被类型的判读要依据纹理结构和色调，并要有该地植物群落组成和植被分类图等资料，要经过实地调查和验证。植被的判读一般要用多波段合成的图像，如标准假彩色合成图像。在该图像上植被为红色。1.不同植物由于叶子组织结构不同和所含色素不同，具有不同的光谱特征2.利用植被的物候期差异来区分植被①冬季多数植物凋零——长年常绿植被；②同种植被在不同季节的波谱特征差异；③不同植物生长期的不同，光谱特征也有差异；3.根据植被生态条件的不同区分植物即植被的所谓综合地理环境

6、（温度、水分、土壤类型、地形地貌等）①比如：（我国北方山坡的阴阳面差异性）山地阴坡——易生长适应温度变化不大、湿度较大的环境的植物；山地阳坡——易生长适应温度变化大、湿度要求不高环境的植物；例如：华北山地阴坡——多为乔木阳坡——灌木山脊较缓的地带——草本植物②同一地理环境植被的垂直分带性（以山西省太原以南地区植物的垂直分带性为例）4.在高分辨率的遥感影像上，根据植被顶部及部分侧面形状、阴影、群落结构等区分植被类型（1）针叶林（云杉林、松树林）在比例尺为1:10000～1:15000的像片上，针叶林一般是深灰色颗粒状图型，随比例尺进一步小，表现为暗色调均匀

7、的细粒状影纹。在比例尺大于1:10000的像片上，可以判读其树冠形态、特征，多数针叶林的树呈圆锥形或椭圆形。（云杉、松树）（2）阔叶林（山杨、白桦）其影像色调比针叶林浅，一般呈灰色和浅灰色颗粒状或粗圆粒状图型，在秋季像片上，不同树种的树冠颜色有较大差异，因而形成色调混杂的影像，山杨多呈白色，白桦呈浅灰色，树冠呈倒卵形。（3）针阔叶混交林兼具上述两者的特征，针叶林呈深灰色的细颗粒状，而阔叶林呈浅灰色，颗粒较粗，两者交错混生，有的林斑以针叶林为主，阔叶林为副，有的则反之。（4）灌丛多呈密集的细粒状结构，色调浅灰，因其覆盖度比森林低，又有植株的阴影，故多呈均匀

8、的浅色或灰色色调。（5）草本植被主要根据影像色调和生态环境判读草本植物被，其色调