萊森光學（深圳）有限公司
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閱讀：2542發(fā)布時間：2022-10-8
續(xù)上節(jié)所言，不同的植物由于結(jié)構(gòu)和葉綠素含量不同，具有不同的光譜特征，特別是近紅外波段有較大的差別。
利用植物的物候差異下的光譜成像也可區(qū)分植物類型，如冬季落葉樹和常綠樹很好區(qū)別。植被生長不同狀態(tài)下，例如病害侵擾下結(jié)構(gòu)和葉綠素含量發(fā)生很大的變化，尤其是近紅外波段與健康植物區(qū)別明顯。
但影響植被波譜特征的主要因素不止包括植物類型、病蟲害影響，植物生長季節(jié)等都會影響植被波譜特征
下面讓我們細講影響植物光譜的幾個因素、主要植被類型的影像特征以及同一植被在不同季節(jié)的不同植被波譜特征。
（1）植物光譜的影響因素
l 葉綠素
植物葉片中含有多種色素，如葉青素、葉紅素、葉綠素等。在可見光范圍內(nèi)，其反射峰值落在相應的波長范圍內(nèi)。植被可見光和近紅外（350-800nm）反射光譜差異來源于植被體內(nèi)葉綠素和其他色素成份，例如植物衰老、植物病蟲害等。
不同顏色葉子的反射光譜曲線
不同生長狀態(tài)橡樹葉子的反射特性
不同狀態(tài)長勢松樹的反射光譜曲線
植被因受到病蟲害，農(nóng)作物因缺乏營養(yǎng)、缺乏水分使其生長不良，植被波譜特征要發(fā)生變化，反映在影像上的色調(diào)形態(tài)的變化。例如海綿組織受到破壞，葉子色素發(fā)生了變化，至使在可見光區(qū)域內(nèi)兩個吸收谷（藍、紅）就不明顯了。而綠光處反射峰值也會變低、變平；在近紅外區(qū)，峰值被消低，甚至消失，整個光譜曲線的波狀特征被拉平。因此，在遙感影像上，植被的信息體現(xiàn)不明顯，與健康植被極易區(qū)分。
· 植被葉片構(gòu)造
綠色植物的葉子是由上表皮、葉綠素顆粒組成的柵欄組織和多孔薄壁細胞組織（海綿組織）構(gòu)成。
葉綠色對紫外線和紫色光的吸收率，對藍色光和紅色光也強吸收，以進行光合作用。對綠色光部分則部分吸收，部分反射，所以葉子呈綠色，并形成在0.55μm附近的一個小反射峰值，而在0.33～0.45μm 及0.65μm 附近有兩個吸收谷。葉子的多孔薄壁細胞組織（海綿組織）對0.8～1.3μm的近紅外光強烈地反射，形成光譜曲線上的峰區(qū)。
· 葉片含水量
上面提到葉片在1.45μm，1.95μm和2.6～2.7μm處各有一個吸收谷，這主要由葉子的細胞液、細胞膜及吸收水分所形成。植物葉子含水量的增加，將使整個光譜反射率降低，反射光譜曲線的波狀形態(tài)變得更為明顯，特別是在近紅外波段，幾個吸收谷更為突出。
植被綠色葉片與干葉片的光譜特性比較
不同水分含量小麥葉片光譜曲線
· 植被疏密度（覆蓋度）
植被越茂密，覆蓋程度越大，光譜特征形態(tài)受背景下墊面影響愈小。可以用葉面指數(shù)來說明植被疏密度，即植被葉片的累加面積總和與覆蓋地面面積之比。
棉花葉片1-6層疊置的光譜曲線
（2）主要植被類型的影像特征
在當前分辨率遙感圖像上，植被一般是群體的特征，反映個體的形態(tài)較為困難，只能依據(jù)紋理結(jié)構(gòu)和色調(diào)識別出植被的類型、生長狀況、分布范圍等信息。
按照植被的波譜特征，不同植物由于葉片組織結(jié)構(gòu)不同和所含色素不同，在0.55μm附近的一個小反射峰值，而在0.33～0.45μm及0.65μm附近有兩個吸收谷，這些特征不同類型的植被具有不同程度的光譜特征。
不同植被的光譜反射曲線
對于植被生長的氣候與植被本身的季節(jié)性特性，也對光譜曲線造成影響。首先對于落葉植被與常綠植被，在光譜曲線上的差別比較大，這樣可以進行植被區(qū)分。其次，同種類型的植被在不同的氣候與季節(jié)性變化下光譜曲線也會出現(xiàn)變化。
蘆葦在春、夏、秋三季的反射率曲線
植被生長所在的綜合地理環(huán)境（溫度、水分、土壤類型、地形地貌等）也可以對植被的光譜反射曲線產(chǎn)生局部的差異。在尺度較大的高光譜影像上，植被的物理特征也可能是光譜反射特性影響較大的因素。植被的冠部分、頂部及投影的側(cè)面形狀、群落結(jié)構(gòu)等都可能對植被的光譜特征造成一定的影響。例如闊葉林、針葉林、灌叢、草本植被等都具有不同的細部光譜特征。另外，植物在生長過程中如果受到某種外界侵擾、人工干預、物質(zhì)污染后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)、葉綠素和水分含量就會發(fā)生不同程度的變化，例如人工砍伐、缺水干枯、病蟲害影響、生長所需營養(yǎng)元素缺乏等，這都可以使得植被的反射光譜特性發(fā)生變化。
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