植物反射波谱特征

1、地面植物拥有显然的光谱反射特色，不一样于土壤、水体和其余的典型地物，植被对电磁波的响应是由其化学特色和形态学特色决定的，这类特色与植被的发育、健康状况以及生长条件亲密有关。在可见光波段内，各样色素是支配植物光谱响应的主要要素，此中叶绿素所起的作用最为重要。健康的绿色植被，其光谱反射曲线几乎老是体现“峰和谷”的图形，可见光谱内的谷是由植物叶子内的色素惹起的。比如叶绿素激烈汲取波谱段中心约和（常称这个谱带为叶绿素汲取带）的能量。植物叶子激烈汲取蓝区和红区的能量，而激烈反射绿区能量，所以肉眼感觉健康的植被呈绿色。除此以外，叶红素和叶黄素在（蓝色）邻近有一个汲取带，可是因为叶绿素的汲取带也在这个地区内

2、，所以这两种黄色色素光谱响应模式中起主导作用。假如植物遇到某种形式的克制而中止了正常的生长发育，它会减少甚至停止叶绿素的产生。这将致使叶绿素的蓝区和红区汲取带减弱，常使红波段反射率加强，以致于我们能够看到植物变黄（绿色和红色合成）。从可见光区到大概的近红外光谱区，可看到健康植被的反射率急剧上涨。在区间，植物的反射率主要来自植物叶子内部结构。健康绿色植物在间，的光谱特色的反射率高达（45%-50%），透过率高达（45%-50%），汲取率低至（5%）。植物叶子一般可反射入射能量的40%-50%，其余能量大多数透射过去，因为在这一光谱区植物叶子对入射能量的汲取最少（一般少于5%）。在光谱的近红外波段

3、，植被的光谱特征主要受植物叶子内部结构的控制。在可见光波段与近红外波段之间，即大概邻近，反射率急剧上涨，形成“红边”现象，这是植物曲线的最为显然的特色，是研究的要点光谱地区。很多种类的植物在可见光波段差异小，但近红外波段的反射率差异显然。同时，与单片叶子对比，多片叶子能够在光谱的近红外波段产生更高的反射率（高达85%），这是因为附带反射率的原由，因为辐射能量透过最上层的叶子后，将被第二层的叶子反射，结果在形式上加强了第一层叶子的反射能量。在不一样种类的植物之间，内部结构差异很大，所以，固然在可见光波段它们看起来是相同的，但在这一光谱区能够经过丈量反射率来鉴识不一样种类的植物。相同，很多植物也会

4、迫使改变在这一光谱区的反射率，所以，人们常用工作在该光谱区的传感器来探测植物状况。树冠有多层叶子将会供给多次透射和反射的时机。所以，近红外反射会跟着树冠中叶子的层数的增添而增添，大概八层叶子时反射率达到最大。在以上，入射到植被的能量主要被汲取和反射，极少甚至没有透射，在、和处，反射率出现显然降落，这是因为在这些波长波段植物叶子内的水激烈汲取造成的。所以，我们称这些波谱地区内的波长为水的汲取波段。汲取波段之间的和处出现反射率顶峰。在以上的波段内，植物叶子的反射率与叶子的总含水量大概成反比关系（总含水量是含水量和叶子厚度二者的函数）。在光谱的中红外阶段，绿色植物的光谱响应主要被、和邻近的水的激烈汲

5、取带所支配。处的水汲取带是一个主要的汲取带，它表示水分子的基本振动汲取带。、处的水汲取带均为倍频和合频带，故强度比谁的基本汲取带弱，并且是挨次减弱的。和处的这两个汲取带是影响叶子的中红外波段光谱响应的主要谱带。和处的水汲取带对叶子的反射率影响也很大，特别是在多层叶片的状况下。研究表示，植物对入射阳光中的红外波段能量的汲取程度是叶子中总水分含量的函数，即是叶子水分百分含量和叶子厚度的函数。跟着叶子水分减少，植物中红外波段的反射率显然增大。土壤的光谱反射特色编写本段土壤反射率显得极罕有“峰和谷”的变化。这是因为影响土壤反射率的要素较少作用在固定的波段范围。影响土壤反射率的要素有：含水量、土壤结构（

6、砂、壤、黏土的比率）、表面粗拙度、铁氧化物的存在以及有机物的含量。这些要素是复杂的、可变的、相互有关的。比如，土壤的含水量会降低反射率。关于植被在大概、和处水的汲取波段上，这类影响最为显然（黏土在和处也有氢氧基汲取带）。土壤含水量与土壤结构亲密有关：粗粒砂质土壤经常排水性好，因此含水量低，反射率相对高；反之，排水性不好的细粒结构土壤一般拥有较低的反射率。但是，在缺水状况下，土壤自己会出现相反的趋向：粗粒结构土壤比细粒土壤看上去更深。所以，土壤的反射属性仅在特别条件下才出现一致性。此外两个降低土壤反射率的要素是表面粗拙度和有机物的含量。在土壤中含有铁的氧化物也会显然降低反射率，起码在可见光波段这

7、样。水的光谱反射特色考虑水的光谱反射率时，或许最显然的特色是在近红外及更长波波段的能量汲取问题。简单地说，不论我们说的是水体自己（如湖泊、河流）仍是植被，土壤中含有的水都会汲取这一波段的能量。当波长小于大概时，清亮的水只好汲取相对极少的能量，这些波长内的水具有高透射率的特色，其最大值在光谱的蓝绿区。但跟着水的污浊程度的变化（因水中含有有机物和无机物），会惹起透射率既而反射率的急巨变化。比如，因土壤侵害而含有大批悬浮堆积物的水，其可见光的反射率一般比相同地域内的“干净水”高得多。相同，水的反射率会跟着所含叶绿素浓度的变化而变化。叶绿素浓度的增添会降低蓝波段的反射率而提升绿波段的反射率。利用遥感数

8、据中这类反射率的变化可监测藻类能否存在，并且可估量其浓度。很多有关水的重要特征，如溶解氧浓度、PH值和盐浓度等，其实不可以直接经过水的反射率来察看到。可是这些参数有时与察看到的反射率有关。总之，水的光谱反射率与这些特征之间存在着复杂的关系。所以，我们一定适合的参照数据去正确的解说水的反射率测定值。植被光谱地面植物拥有显然的光谱反射特色，不一样于土壤、水体和其余的典型地物，植被对电磁波的响应是由其化学特色和形态学特色决定的，这类特色与植被的发育、健康状况以及生长条件亲密有关。在可见光波段内，各样色素是支配植物光谱响应的主要要素，此中叶绿素所起的作用最为重要。在中心波长分别为m（蓝色）和m（红色）

9、的两个谱带内，叶绿素汲取大多数的摄取能量，在这两个叶绿素汲取带间，因为汲取作用较小，在m（绿色）邻近行程一个反射峰，所以很多植物看起来是绿色的。除此以外，叶红素和叶黄素在m（蓝色）邻近有一个汲取带，可是因为叶绿素的汲取带也在这个地区内，所以这两种黄色色素光谱响应模式中起主导作用。在光谱的近红外波段，植被的光谱特征主要受植物叶子内部结构的控制。健康绿色植物在近红外波段的光谱特色是反射率高（45%-50%），透过率高45%-50%），汲取率低（5%）。在可见光波段与近红外波段之间，即大概m邻近，反射率急剧上涨，形成“红边”现象，这是植物曲线的最为显然的特色，是研究的要点光谱地区。很多种类的植物在可见光波段差异小，但近红外波段的反射率差异显然。同时，与单片叶子对比，多片叶子能够在光谱的近红外波段产生更高的反射率（高达85%），这是因为附带反射率的原由，因为辐射能量透过最上层的叶子后，将被第二层的叶子反射，结果在形式上加强了第一层叶子的反射能量。在光谱的中红外阶段，绿色植物的光谱响应主要被m、m和m邻近的水的激烈汲取带所支配。m处的水汲取带是一个主要的汲取带，它表示水分子的基本振动汲取带。m，m，m处的水汲取带均为倍频和合频带，故强度比谁的基本汲取带弱，并且是挨次减弱的。m和m处的这两个汲取带