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植被叶面积指数遥感反演方法分析
发表时间:2018-07-09 13:18:07点击:2894
植被是生长于地球表面的各种植物类型的总称,通过遥感手段来获取植被信息一直是科学研究的热点,因此植被遥感是遥感应用的重要内容。植被遥感的主要研究内容包括:通过遥感影像从土壤背景中区分植被覆盖区域,并判别植被类型,如区分森林、草场或农田等;通过遥感数据反演植被的各种重要理化参数,如植被叶面积指数、平均叶倾角、树冠形状及叶绿素含量、水含量、蛋白质含量、木质素和纤维素含量等。而理化参数和植被的各种生态过程息息相关,如光合作用、蒸腾作用和矿化作用等。叶面积指数是植被的重要结构参数之一,叶片是植被与外界发生能量和物质交换作用的主要场所,一些重要的生化过程如林冠截留、蒸散作用、光合作用与叶面积指数成正比。
叶面积指数是指单位地表面积上总叶片面积的一半。它是表征植被冠层结构的基本产量之一,它是植被冠层结构的较基本参量之一,他控制着植被许多生理和物理过程。如光合、呼吸、蒸腾作用、以及碳循环和降水截留等,LAI可通过传统地面测量法和遥感估算方法得到的。但是传统法只能获得有限的LAI值,而遥感技术可以大面积快速的检测LAI。LAI遥感提取方法本质上主要分为两类,统计模型法和物理模型反演法,统计模型法是对一系列观测数据作经验性统计或进行相关分析,建立地面观测数据和遥感参数之间的回归关系。该方法相对比较简单,参数较少,但是由于受叶冠结构,植被密度,土壤背景和大气等影响而缺乏可移植性。物理模型是通过研究光与地表作用的物理过程来预测地表二向反射函数,理论基础完善,模型参数具有明确的物理意义,具有广泛的可靠性和适用性。根据各种物理模型模拟物理机理的偏重点不同或物理过程数学化的方式不同,可将物理模型分为辐射传输模型、几何光学模型和计算机模拟模型三类。
利用植被遥感成像过程中,光信号在从太阳到传感器的过程中两次经过大气,不可避免收到大气的影响。气体分子的吸收作用和气溶胶离子对散射作用使传感器接受的太阳辐射强度变弱,同时部分散射信号在直接或经过地物反射后又进入到传感器,使辐射强度得到部分补偿。大气作用降低了图像的可读性,直接妨碍遥感定量化和应用研究。大气校正是恢复高光谱遥感图像辐射特性的有效手段也是评价图像的光谱辐射特性的前提。常用的大气校正方法有很多。在诸多的大气校正方法中校正精度高的方法是辐射传输模型法。辐射传输模型法是利用电磁波在大气中辐射传输原理建立起来的模型对遥感图像进行大气校正的方法。