植物反射波譜特征

1、地面植物擁有顯然的光譜反射特色，不一樣于土壤、水體和其余的典型地物，植被對(duì)電磁波的響應(yīng)是由其化學(xué)特色和形態(tài)學(xué)特色決定的，這類特色與植被的發(fā)育、健康狀況以及生長(zhǎng)條件親密有關(guān)。在可見(jiàn)光波段內(nèi)，各樣色素是支配植物光譜響應(yīng)的主要要素，此中葉綠素所起的作用最為重要。健康的綠色植被，其光譜反射曲線幾乎老是體現(xiàn)“峰和谷”的圖形，可見(jiàn)光譜內(nèi)的谷是由植物葉子內(nèi)的色素惹起的。比如葉綠素激烈汲取波譜段中心約和（常稱這個(gè)譜帶為葉綠素汲取帶）的能量。植物葉子激烈汲取藍(lán)區(qū)和紅區(qū)的能量，而激烈反射綠區(qū)能量，所以肉眼感覺(jué)健康的植被呈綠色。除此以外，葉紅素和葉黃素在（藍(lán)色）鄰近有一個(gè)汲取帶，可是因?yàn)槿~綠素的汲取帶也在這個(gè)地區(qū)內(nèi)

2、，所以這兩種黃色色素光譜響應(yīng)模式中起主導(dǎo)作用。假如植物遇到某種形式的克制而中止了正常的生長(zhǎng)發(fā)育，它會(huì)減少甚至停止葉綠素的產(chǎn)生。這將致使葉綠素的藍(lán)區(qū)和紅區(qū)汲取帶減弱，常使紅波段反射率加強(qiáng)，以致于我們能夠看到植物變黃（綠色和紅色合成）。從可見(jiàn)光區(qū)到大概的近紅外光譜區(qū)，可看到健康植被的反射率急劇上漲。在區(qū)間，植物的反射率主要來(lái)自植物葉子內(nèi)部結(jié)構(gòu)。健康綠色植物在間，的光譜特色的反射率高達(dá)（45%-50%），透過(guò)率高達(dá)（45%-50%），汲取率低至（5%）。植物葉子一般可反射入射能量的40%-50%，其余能量大多數(shù)透射過(guò)去，因?yàn)樵谶@一光譜區(qū)植物葉子對(duì)入射能量的汲取最少（一般少于5%）。在光譜的近紅外波段

3、，植被的光譜特征主要受植物葉子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的控制。在可見(jiàn)光波段與近紅外波段之間，即大概鄰近，反射率急劇上漲，形成“紅邊”現(xiàn)象，這是植物曲線的最為顯然的特色，是研究的要點(diǎn)光譜地區(qū)。很多種類的植物在可見(jiàn)光波段差異小，但近紅外波段的反射率差異顯然。同時(shí)，與單片葉子對(duì)比，多片葉子能夠在光譜的近紅外波段產(chǎn)生更高的反射率（高達(dá)85%），這是因?yàn)楦綆Х瓷渎实脑桑驗(yàn)檩椛淠芰客高^(guò)最上層的葉子后，將被第二層的葉子反射，結(jié)果在形式上加強(qiáng)了第一層葉子的反射能量。在不一樣種類的植物之間，內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異很大，所以，固然在可見(jiàn)光波段它們看起來(lái)是相同的，但在這一光譜區(qū)能夠經(jīng)過(guò)丈量反射率來(lái)鑒識(shí)不一樣種類的植物。相同，很多植物也會(huì)

4、迫使改變?cè)谶@一光譜區(qū)的反射率，所以，人們常用工作在該光譜區(qū)的傳感器來(lái)探測(cè)植物狀況。樹(shù)冠有多層葉子將會(huì)供給多次透射和反射的時(shí)機(jī)。所以，近紅外反射會(huì)跟著樹(shù)冠中葉子的層數(shù)的增添而增添，大概八層葉子時(shí)反射率達(dá)到最大。在以上，入射到植被的能量主要被汲取和反射，極少甚至沒(méi)有透射，在、和處，反射率出現(xiàn)顯然降落，這是因?yàn)樵谶@些波長(zhǎng)波段植物葉子內(nèi)的水激烈汲取造成的。所以，我們稱這些波譜地區(qū)內(nèi)的波長(zhǎng)為水的汲取波段。汲取波段之間的和處出現(xiàn)反射率頂峰。在以上的波段內(nèi)，植物葉子的反射率與葉子的總含水量大概成反比關(guān)系（總含水量是含水量和葉子厚度二者的函數(shù)）。在光譜的中紅外階段，綠色植物的光譜響應(yīng)主要被、和鄰近的水的激烈汲

5、取帶所支配。處的水汲取帶是一個(gè)主要的汲取帶，它表示水分子的基本振動(dòng)汲取帶。、處的水汲取帶均為倍頻和合頻帶，故強(qiáng)度比誰(shuí)的基本汲取帶弱，并且是挨次減弱的。和處的這兩個(gè)汲取帶是影響葉子的中紅外波段光譜響應(yīng)的主要譜帶。和處的水汲取帶對(duì)葉子的反射率影響也很大，特別是在多層葉片的狀況下。研究表示，植物對(duì)入射陽(yáng)光中的紅外波段能量的汲取程度是葉子中總水分含量的函數(shù)，即是葉子水分百分含量和葉子厚度的函數(shù)。跟著葉子水分減少，植物中紅外波段的反射率顯然增大。土壤的光譜反射特色編寫本段土壤反射率顯得極罕有“峰和谷”的變化。這是因?yàn)橛绊懲寥婪瓷渎实囊剌^少作用在固定的波段范圍。影響土壤反射率的要素有：含水量、土壤結(jié)構(gòu)（

6、砂、壤、黏土的比率）、表面粗拙度、鐵氧化物的存在以及有機(jī)物的含量。這些要素是復(fù)雜的、可變的、相互有關(guān)的。比如，土壤的含水量會(huì)降低反射率。關(guān)于植被在大概、和處水的汲取波段上，這類影響最為顯然（黏土在和處也有氫氧基汲取帶）。土壤含水量與土壤結(jié)構(gòu)親密有關(guān)：粗粒砂質(zhì)土壤經(jīng)常排水性好，因此含水量低，反射率相對(duì)高；反之，排水性不好的細(xì)粒結(jié)構(gòu)土壤一般擁有較低的反射率。但是，在缺水狀況下，土壤自己會(huì)出現(xiàn)相反的趨向：粗粒結(jié)構(gòu)土壤比細(xì)粒土壤看上去更深。所以，土壤的反射屬性僅在特別條件下才出現(xiàn)一致性。此外兩個(gè)降低土壤反射率的要素是表面粗拙度和有機(jī)物的含量。在土壤中含有鐵的氧化物也會(huì)顯然降低反射率，起碼在可見(jiàn)光波段這

7、樣。水的光譜反射特色考慮水的光譜反射率時(shí)，或許最顯然的特色是在近紅外及更長(zhǎng)波波段的能量汲取問(wèn)題。簡(jiǎn)單地說(shuō)，不論我們說(shuō)的是水體自己（如湖泊、河流）仍是植被，土壤中含有的水都會(huì)汲取這一波段的能量。當(dāng)波長(zhǎng)小于大概時(shí)，清亮的水只好汲取相對(duì)極少的能量，這些波長(zhǎng)內(nèi)的水具有高透射率的特色，其最大值在光譜的藍(lán)綠區(qū)。但跟著水的污濁程度的變化（因水中含有有機(jī)物和無(wú)機(jī)物），會(huì)惹起透射率既而反射率的急巨變化。比如，因土壤侵害而含有大批懸浮堆積物的水，其可見(jiàn)光的反射率一般比相同地域內(nèi)的“干凈水”高得多。相同，水的反射率會(huì)跟著所含葉綠素濃度的變化而變化。葉綠素濃度的增添會(huì)降低藍(lán)波段的反射率而提升綠波段的反射率。利用遙感數(shù)

8、據(jù)中這類反射率的變化可監(jiān)測(cè)藻類能否存在，并且可估量其濃度。很多有關(guān)水的重要特征，如溶解氧濃度、PH值和鹽濃度等，其實(shí)不可以直接經(jīng)過(guò)水的反射率來(lái)察看到?？墒沁@些參數(shù)有時(shí)與察看到的反射率有關(guān)?？傊墓庾V反射率與這些特征之間存在著復(fù)雜的關(guān)系。所以，我們一定適合的參照數(shù)據(jù)去正確的解說(shuō)水的反射率測(cè)定值。植被光譜地面植物擁有顯然的光譜反射特色，不一樣于土壤、水體和其余的典型地物，植被對(duì)電磁波的響應(yīng)是由其化學(xué)特色和形態(tài)學(xué)特色決定的，這類特色與植被的發(fā)育、健康狀況以及生長(zhǎng)條件親密有關(guān)。在可見(jiàn)光波段內(nèi)，各樣色素是支配植物光譜響應(yīng)的主要要素，此中葉綠素所起的作用最為重要。在中心波長(zhǎng)分別為m（藍(lán)色）和m（紅色）

9、的兩個(gè)譜帶內(nèi)，葉綠素汲取大多數(shù)的攝取能量，在這兩個(gè)葉綠素汲取帶間，因?yàn)榧橙∽饔幂^小，在m（綠色）鄰近行程一個(gè)反射峰，所以很多植物看起來(lái)是綠色的。除此以外，葉紅素和葉黃素在m（藍(lán)色）鄰近有一個(gè)汲取帶，可是因?yàn)槿~綠素的汲取帶也在這個(gè)地區(qū)內(nèi)，所以這兩種黃色色素光譜響應(yīng)模式中起主導(dǎo)作用。在光譜的近紅外波段，植被的光譜特征主要受植物葉子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的控制。健康綠色植物在近紅外波段的光譜特色是反射率高（45%-50%），透過(guò)率高45%-50%），汲取率低（5%）。在可見(jiàn)光波段與近紅外波段之間，即大概m鄰近，反射率急劇上漲，形成“紅邊”現(xiàn)象，這是植物曲線的最為顯然的特色，是研究的要點(diǎn)光譜地區(qū)。很多種類的植物在可見(jiàn)光波段差異小，但近紅外波段的反射率差異顯然。同時(shí)，與單片葉子對(duì)比，多片葉子能夠在光譜的近紅外波段產(chǎn)生更高的反射率（高達(dá)85%），這是因?yàn)楦綆Х瓷渎实脑?，因?yàn)檩椛淠芰客高^(guò)最上層的葉子后，將被第二層的葉子反射，結(jié)果在形式上加強(qiáng)了第一層葉子的反射能量。在光譜的中紅外階段，綠色植物的光譜響應(yīng)主要被m、m和m鄰近的水的激烈汲取帶所支配。m處的水汲取帶是一個(gè)主要的汲取帶，它表示水分子的基本振動(dòng)汲取帶。m，m，m處的水汲取帶均為倍頻和合頻帶，故強(qiáng)度比誰(shuí)的基本汲取帶弱，并且是挨次減弱的。m和m處的這兩個(gè)汲取帶