[發明專利]一種適用于植被稀疏區的葉綠素反演方法

有效

• 申請號: 201510415967.0
• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號: CN105352893B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 何彬彬;殷長明;全興文
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于遙感技術領域，涉及一種適用于植被稀疏區的葉綠素反演方法，具體來講涉及一種利用多種植被指數組合的方式來降低植被稀疏區土壤背景對葉綠素反演結果影響的方法。

背景技術

葉綠素是植被葉片中的基本組成物質，對光合進程、太陽輻射的光能利用、大氣二氧化碳的吸收等具有密切關系。而且，葉綠素作為葉片中重要的含氮物質，對植物氮素營養的吸收和利用具有比較準確的指示作用。因此，準確估計植被葉綠素含量，對于研究植被的健康狀況，生產力的估計，碳循環的研究有著重要的意義。

在應用遙感手段估算植被葉綠素含量時，物理模型反演是一種較為常用且穩健的方法，但是該類方法應用于植被稀疏區域(如：幼苗期農作物)時，觀測得到的反射率或植被指數往往不僅對葉綠素含量變化敏感，而且對土壤背景信息也十分敏感，土壤背景將會直接影響最終的葉綠素反演精度。有學者在降低土壤背景影響方面已做過部分工作，提出的窄波段植被指數組合TCARI/OSAVI(TCARI:3*((R₇₀₀-R₆₇₀)-0.2*(R₇₀₀-R₅₅₀)*(R₇₀₀/R₆₇₀)),OSAVI:1.16*(R₈₀₀-R₆₇₀)/(R₈₀₀+R₆₇₀+0.16))在中高葉綠素濃度范圍內有效地降低了土壤背景的敏感性。但是該植被指數組合在低葉綠素濃度范圍內(C_ab<25μg/cm²)對土壤背景依然比較敏感，即對植被幼苗生長期的葉綠素反演而言仍存在較大的局限性。

發明內容

本發明旨在提供一種利用多種植被指數組合的方式來降低植被稀疏區土壤背景對葉綠素反演結果的影響的方法，從而提高植被稀疏區葉綠素的反演精度。

葉面積指數(LAI)可以在一定程度上反映植被與土壤背景在遙感像元中的比例，因此，在利用某個光譜指數反演葉綠素含量時，討論是否存在土壤背景的影響，可以轉化為觀察所建立的相關關系是否受LAI的影響。因此，本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：利用廣泛使用的PROSAIL輻射傳輸模型(耦合了葉片光學特性模型PROSPECT模型和植被冠層輻射傳輸模型SAILH模型)模擬在不同LAI水平下植被指數隨葉綠素變化的特征，模擬出對LAI變化不敏感且對葉綠素含量變化敏感的兩種植被指數組合。然后建立其與遙感影像計算出的植被指數之間的代價函數并進行分區域反演，不同區域采用不用的反演策略，進而達到在由低到高的整個葉綠素濃度范圍內降低土壤背景對反演結果影響的效果。

進一步的是，該種方法主要針對植被稀疏區易受土壤背景影響的植被葉綠素反演過程。

進一步的是，遙感影像特指經過預處理之后的高光譜遙感影像。

進一步的是，用到的兩種植被指數組合方式分別為CI_green/G(CI_green:R₈₆₀/R₅₆₀-1,G:R₅₆₀/R₆₅₅)與TCARI/OSAVI，其中CI_green/G在葉綠素低濃度范圍(Cab<25μg/cm²)對LAI不敏感而TCARI/OSAVI在中高葉綠素濃度區對LAI的變化表現不敏感。

進一步的是，用于分區域的閾值根據實測數據情況確定。

本發明的有益效果：在實際的植被葉綠素反演工作中，當植被分布稀疏時，觀測得到的反射率將不可避免的受到土壤背景的影響，進而影響最終的葉綠素反演精度。相比于傳統的基于單個植被指數或單種植被指數組合方式的葉綠素反演方法，本發明通過充分利用不同植被指數組合方式各自的優點并對其進行加以結合的方式，可以達到在由低到高的整個葉綠素濃度范圍內降低土壤背景對反演結果影響的效果，從而有助于葉綠素反演精度的提高。

附圖說明

圖1為植被指數組合CI_green/G(a)和TCARI/OSAVI(b)分別對LAI變化的敏感性分析對比。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的說明。